{"id":3377,"date":"2023-05-03T21:09:52","date_gmt":"2023-05-03T19:09:52","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.ethz.ch\/energy\/?p=3377"},"modified":"2025-07-07T11:30:38","modified_gmt":"2025-07-07T09:30:38","slug":"lithium-supply-chain-transparency","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/lithium-supply-chain-transparency\/","title":{"rendered":"Wir brauchen transparentere Lieferketten f\u00fcr eine kohlenstoffarme Gesellschaft - der Fall des Lithiumbergbaus"},"content":{"rendered":"

Jedes Mal, wenn wir die Umweltauswirkungen eines Elektrofahrzeugs berechnen, verwenden wir Daten aus der Lithiumkarbonatproduktion im Salar de Atacama in Chile. Um die steigende Nachfrage nach Lithium zu befriedigen, werden andere, umweltsch\u00e4dlichere Abbaumethoden entwickelt. Die unzureichende Verf\u00fcgbarkeit von Daten verhindert jedoch eine ordnungsgem\u00e4\u00dfe Buchf\u00fchrung, was zu untersch\u00e4tzten Umweltsch\u00e4den f\u00fchrt. Was wir brauchen, sind transparentere Lieferketten f\u00fcr eine kohlenstoffarme Gesellschaft.<\/p>\n\n\n\n

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Wenn wir in einer kohlenstoffarmen Gesellschaft leben wollen, m\u00fcssen wir Lithium<\/a>. In Form von Lithium-Ionen-Batterien wird dieses Metall in enormen Mengen f\u00fcr die Elektrifizierung des Mobilit\u00e4tssektors und f\u00fcr Energiespeichersysteme ben\u00f6tigt werden. Derzeit wird Lithium haupts\u00e4chlich aus Gestein in Australien und aus Solen in Chile gewonnen. Die Minen im chilenischen Salar de Atacama sind derzeit die gr\u00f6\u00dften Produzenten aus Solen und negativ Auswirkungen auf die Umwelt<\/a>. So tr\u00e4gt beispielsweise die Verbrennung fossiler Brennstoffe zur Emission von Treibhausgasen bei, und der Wasserverbrauch gef\u00e4hrdet die \u00d6kosysteme. Schlimmer noch: Vergleicht man die Auswirkungen dieser beiden Abbaumethoden auf den Klimawandel, so ist Lithium aus Erzen in Australien mit h\u00f6heren Treibhausgasemissionen verbunden als Lithium aus dem Salar de Atacama.<\/p>\n\n\n\n

Mit Blick auf die Zukunft wird die Nachfrage nach Lithium wird in die H\u00f6he schnellen<\/a>. Doch woher soll das Lithium kommen und welche Umweltsch\u00e4den sind damit verbunden? Gegenw\u00e4rtig befinden sich mehr als zwei Drittel der weltweiten Lithiumressourcen in Solen in Salinen in S\u00fcdamerika und Salzseen in China. Folglich m\u00fcssen neben der derzeit in Betrieb befindlichen Mine im chilenischen Salar de Atacama auch andere Solenvorkommen in Argentinien und China betrieben und Lithium gewonnen werden. Die Umweltbedingungen sind an jedem Standort einzigartig, und die im Salar de Atacama eingesetzte Spezialtechnologie ist anderswo nicht anwendbar. Daher, andere Technologien<\/a> wurden in Argentinien und China f\u00fcr Solen entwickelt und modifiziert, aber einige von ihnen sind bekannt f\u00fcr ihre hoher Wasser- und\/oder Chemikalienbedarf<\/a>. Problematisch ist, dass es keine \u00f6ffentlich zug\u00e4nglichen Daten zur Bewertung m\u00f6glicher Auswirkungen gibt - wir wissen also nicht wirklich, ob Lithium aus anderen Regionen die Umweltsch\u00e4den verschlimmert oder nicht. In diesem Beitrag werde ich argumentieren, dass wir transparentere Lieferketten brauchen, wenn wir einen nachhaltigen \u00dcbergang zu einer kohlenstoffarmen Gesellschaft erreichen wollen.<\/p>\n\n\n\n

Die ber\u00fchmteste Lithiummine der Welt<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Der Salar de Atacama ist einer der gr\u00f6\u00dfte Lithiumvorkommen<\/a> derzeit bekannt. Diese Salzebene ist das Ergebnis alter, verdunsteter Salzseen. Seit mehr als vier Jahrzehnten wird Lithium abgebaut und die Produktionskapazit\u00e4t st\u00e4ndig erh\u00f6ht (die Entwicklung der Infrastruktur ist in Abb. 1 zu sehen). In einem ersten Schritt wird die unterirdische Sole in Verdunstungsteiche gepumpt. Durch die solare Verdunstung verringert sich das Solevolumen, Salze fallen aus, und in der Folge wird Lithium in der Restsole angereichert. Sobald eine bestimmte Konzentration erreicht ist, wird die Sole an die Aufbereitungsanlage weitergeleitet. Es sind mehrere Schritte erforderlich, um unerw\u00fcnschte Verunreinigungen zu entfernen und eine hochkonzentrierte Lithiuml\u00f6sung zu erhalten. In einem letzten Schritt werden Chemikalien hinzugef\u00fcgt, um Lithiumkarbonat auszuf\u00e4llen.<\/p>\n\n\n\n

Die \u00d6kobilanz ist ein leistungsf\u00e4higes Instrument zur Quantifizierung der Umweltauswirkungen, aber auch zur Untersuchung der \u00f6kologischen Brennpunkte entlang der jeweiligen Lieferketten. Speziell f\u00fcr diesen Produktionsweg liegen Unternehmensdaten f\u00fcr den Salar de Atacama vor. F\u00fcr die Auswirkungen des Klimawandels sind die Hauptverantwortlichen W\u00e4rme<\/a> und Chemikalien<\/a>. Die W\u00e4rmeerzeugung basiert haupts\u00e4chlich auf fossilen Brennstoffen, k\u00f6nnte aber in Zukunft durch erneuerbare Energien ersetzt werden. Die Herstellung von Chemikalien (z. B. von Soda, das f\u00fcr die Herstellung des endg\u00fcltigen Lithiumkarbonats ben\u00f6tigt wird) ist sehr energieintensiv und basiert ebenfalls auf fossilen Brennstoffen. Erneuerbare Energien k\u00f6nnten beispielsweise den Bedarf an fossilen Brennstoffen f\u00fcr die Herstellung von Soda verringern. Daher m\u00fcssten auch diese Lieferketten dekarbonisiert werden, um die Auswirkungen der Lithiumcarbonatproduktion auf den Klimawandel zu verringern.<\/p>\n\n\n\n

Der Verbrauch von Wasser in Trockengebieten wie dem Salar de Atacama kann Auswirkungen auf empfindliche Feuchtgebiete und Seen haben. Bei der Herstellung von Lithiumkarbonat gibt es zwei Arten von Wasserbedarf: 1. die lithiumhaltige Sole und 2. das S\u00fc\u00dfwasser, das f\u00fcr die Lithiumkarbonatproduktion direkt vor Ort, aber auch in den entsprechenden Lieferketten (z. B. bei der Herstellung von Soda) verwendet wird. Bei der Quantifizierung der Auswirkungen der Wasserknappheit durch eine vom Umweltprogramm der Vereinten Nationen empfohlene Methode<\/a>wird per Definition nur der S\u00fc\u00dfwasserverbrauch bewertet. Aus Sicht der \u00d6kobilanz sind die Auswirkungen der Wasserknappheit f\u00fcr das vor Ort verbrauchte S\u00fc\u00dfwasser relevanter als f\u00fcr das S\u00fc\u00dfwasser in den Lieferketten (z. B. bei der Herstellung von Chemikalien und der Energieversorgung).<\/p>\n\n\n\n

Aufgrund ihres hohen Salzgehalts sind Solen f\u00fcr \u00d6kosysteme und Menschen nicht zug\u00e4nglich und\/oder nutzbar und werden daher bei der oben genannten Methode ausgeschlossen. Dies bedeutet jedoch nicht, dass die Auswirkungen des Abpumpens der Sole an die Oberfl\u00e4che nicht untersucht werden sollten. Hydrogeologische Analysen sind erforderlich, um die Auswirkungen auf die Grundwasserleiter und \u00d6kosysteme im Salar de Atacama zu bewerten. Forschung<\/a> hat gezeigt, dass das jahrzehntelange Abpumpen der Sole die hydrogeologischen Systeme im Salar de Atacama beeintr\u00e4chtigt hat. Durch die Verwendung Satellitenbilder<\/a>wurden die Auswirkungen der umliegenden \u00d6kosysteme untersucht. Die Autoren betonten, dass andere Stressfaktoren wie Tourismus und Bev\u00f6lkerungswachstum, die sich m\u00f6glicherweise auf das lokale System des Salar de Atacama auswirken, weiter erforscht werden m\u00fcssen.<\/p>\n\n\n\n

Lithium aus anderen Salzseen in einer Li-Ionen-Batterie<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Aufgrund des steigenden Lithiumbedarfs wird die F\u00f6rderung nur im Salar de Atacama nicht ausreichen. Daher wurden Salzseen mit hohen Lithiumkonzentrationen in China und Argentinien f\u00fcr die Lithiumkarbonatproduktion interessant. Die Lithiumkonzentration in diesen Lagerst\u00e4tten ist jedoch niedriger als die des Salar de Atacama, und ung\u00fcnstige Elemente (z. B. Magnesium oder Bor) verringern die Gewinnungsrate von Lithium, wenn die Produktionsroute des Salar de Atacama genutzt wird. Daher wurden andere R\u00fcckgewinnungstechnologien untersucht: So wird beispielsweise am Chaerhan-Salzsee in China Lithiumkarbonat mit der so genannten selektiven Lithiumionenadsorptionstechnik hergestellt. Doch wie verh\u00e4lt sich dieser Produktionsweg im Vergleich zu dem in Chile etablierten Verfahren? Angesichts des Mangels an \u00f6ffentlich zug\u00e4nglichen Daten, in unsere aktuelle Studie<\/a>haben wir Patente verwendet, um die Produktionswege in Argentinien und China standortspezifisch zu modellieren. Wir haben Umweltparameter wie die Chemie der Sole, die Jahrestemperatur und die H\u00f6henlage ber\u00fccksichtigt, die sich auf die Lithiumkarbonatproduktion auswirken. Die am Chaerhan-Salzsee angewandte Technologie ist gekennzeichnet durch seinen hohen Bedarf an S\u00fc\u00dfwasser und Energie<\/a> im Vergleich zu dem des Salar de Atacama. Bei der Quantifizierung der Auswirkungen des Klimawandels und der Wasserknappheit haben wir festgestellt, dass die Auswirkungen etwa zehnmal (!) h\u00f6her sind als im Salar de Atacama (Abbildung 2).<\/p>\n\n\n\n

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Abbildung 2<\/strong>: Illustrativer Vergleich der Lithiumkarbonatproduktion in Chile (Salar de Atacama) und China (Chaerhan-Salzsee). In dieser Grafik sind die Auswirkungen des Klimawandels und der Wasserknappheit f\u00fcr ein Kilogramm Lithiumkarbonat dargestellt. Die Auswirkungen des Klimawandels sind sehr unterschiedlich, wobei der chinesische Bergbau fast zehnmal so stark betroffen ist wie der Bergbau in Chile.<\/em><\/p>\n\n\n\n

Dies f\u00fchrte unweigerlich zu der Frage: Was bedeuten diese Ergebnisse f\u00fcr die Herstellung einer Li-Ionen-Batterie? Am Beispiel der Auswirkungen auf den Klimawandel zeigt sich, dass die Verwendung von Lithiumcarbonat aus Chaerhan f\u00fcr eine Lithium-Ionen-Batterie diese Auswirkungen bereits um 19% erh\u00f6ht (Abbildung 3). Dies \u00e4ndert in den meisten F\u00e4llen nichts an der CO2-\u00dcberlegenheit von Elektrofahrzeugen (EV) gegen\u00fcber Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor (Sie k\u00f6nnen gerne selbst experimentieren, indem Sie Der PSI-Kalkulator<\/a>).<\/p>\n\n\n\n

Unsere Studie zeigt deutlich, dass die Herkunft des Lithiums die Auswirkungen auf das Treibhauspotenzial von Lithium aus verschiedenen Salzlagerst\u00e4tten in einer Lithium-Ionen-Batterie erheblich beeinflusst. Mit anderen Worten: Wenn eine Batterie tats\u00e4chlich Lithium aus dem chinesischen Chaerhan-Salzsee enth\u00e4lt, wurde ihre Auswirkung auf den Klimawandel angesichts des Mangels an Daten bisher untersch\u00e4tzt.<\/p>\n\n\n\n

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Abbildung 3<\/strong>: Auswirkungen der Produktion von 1 kg Li-Ion-Batterie auf den Klimawandel. Der Beitrag von Lithium aus dem Standort ist t\u00fcrkis hervorgehoben<\/em><\/p>\n\n\n\n

Die Politik wird weltweit immer strenger, nicht nur im Hinblick auf die Auswirkungen des Klimawandels, sondern auch in Bezug auf faire und soziale Praktiken in der Lieferkette (z. B., EU-Richtlinie \u00fcber die Sorgfaltspflicht in der Lieferkette<\/a>). Aber wie k\u00f6nnen solche Ma\u00dfnahmen bei undurchsichtigen Lieferketten durchgesetzt werden? Erfreulicherweise sind die politischen Entscheidungstr\u00e4ger nicht nur auf die Transparenz der Lieferketten angewiesen, sondern sie beeinflussen sie auch. J\u00fcngste Entwicklungen in der politischen Landschaft machen deutlich, dass die Herkunft von Rohstoffen immer wichtiger wird (z. B. die US-Gesetz zur Verringerung der Inflation<\/a>) und drohen sogar, Batteriehersteller, die auf zu kohlenstoffintensive Materialien angewiesen sind, vom Wirtschaftsmarkt auszuschlie\u00dfen (z. B., EU-Batterieverordnung<\/a>). Zu den konkreten Vorschl\u00e4gen, wie diese ehrgeizigen Ziele erreicht werden k\u00f6nnen, geh\u00f6ren die derzeit entwickelten EU Batterie Passport<\/a>einen digitalen Produkt-\"Pass\", in dem eine Vielzahl von Informationen, einschlie\u00dflich der Herkunft kritischer Materialien, gespeichert sind. Auf diese Weise wird es im besten Interesse der Akteure entlang der Lieferkette sein, nicht nur ihre Beschaffung und Produktion transparenter zu gestalten, sondern auch die Emissionen in Betrieb und Lieferkette zu verringern.<\/p>\n\n\n\n

Wir brauchen dringend transparentere Lieferketten, um die \u00f6kologischen und sozialen Auswirkungen genau zuordnen zu k\u00f6nnen und die Auswirkungen der vorgelagerten Industrien, wie z. B. des Bergbaus, zu verstehen. Dar\u00fcber hinaus ist eine standardisierte Berichterstattung \u00fcber den Kohlenstoff-Fu\u00dfabdruck erforderlich, um die Entwicklung effizienter Dekarbonisierungsstrategien zu erm\u00f6glichen und gleichzeitig eine starke Verlagerung der Umweltbelastung zu vermeiden. Wir rufen die Akteure in der Industrie, die politischen Entscheidungstr\u00e4ger und die Verbraucher dazu auf, die bestm\u00f6glichen Anstrengungen zu unternehmen, um die Transparenz in der Lieferkette schnell und deutlich zu verbessern, und dies zu f\u00f6rdern und zu fordern.<\/p>\n\n\n\n

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