E-Autos: So werden sie noch nachhaltiger

Die Stärke des E-Autos liegt – abgesehen von der potenziell emissionsfreien Mobilität – in der Nachhaltigkeit seiner Technik: Viele verschleißfreudige Komponenten wie Kupplung oder Auspuff entfallen ganz. Und der eigentliche Antrieb, der Elektromotor, ist nahezu wartungsfrei und äußerst langlebig. Dennoch geht auch mal ein E-Auto-Motor in die Knie. Bisher ließen sich die vielen wertvollen Bestandteile, die darin verbaut sind, nicht mehr wiederverwenden. Die Zerlegung ist alles andere als simpel, so lassen sich zum Beispiel die Magneten im Inneren kaum unbeschädigt entnehmen, da sie verklebt sind.

Ausgerechnet die teuersten Materialien sind am schwierigsten zugänglich, nämlich Kupfer und Neodym, eines der knappen Seltene-Erden-Metalle. Sie lassen sich mit herkömmlichen Recycling-Verwahren aus dem schrottreifen Elektromotor nicht mehr isolieren und wiederverwerten. Überdies sind ausgerechnet diese wichtigen Rohstoffe mit einer negativen CO₂-Bilanz belastet, weil sie unter umweltschädlichen Verfahren abgebaut werden und einen langen Weg zurücklegen, bevor sie Teile des E-Auto-Motors bilden. Tatsächlich sind sie die Ursache dafür, dass E-Auto-Motoren einen schlechteren CO₂-Abdruck haben als Verbrenner.

Um die Nachhaltigkeit von Elektroautos zu verbessern, "bieten innovative Recycling-Strategien ein hohes Potenzial zur Reduktion von Emissionen", sagt Julian Große Erdmann, Wissenschaftler am Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) in Bayreuth. Ziel des Projekts Reassert ist es, Methoden zum verbesserten Recycling von Elektromotoren zu entwickeln.

Bislang wurden Elektromotoren geschreddert. Doch das dabei gewonnene Material ist verschmutzt und lässt sich nicht für neue Motoren verwenden. Überdies sind nach dem brachialen Verfahren auch Baugruppen, die sich eventuell wiederverwenden lassen, unrettbar zerstört. In dem Projekt geht es daher darum, ein mehrstufiges Verfahren zu entwickeln, dass Motoren systematisch auf Wiederverwendbarkeit (Reuse), und kompletter Instandsetzung (Remanifacturing) überprüft. Letzte Stufe ist das so genannte "werkstoffliche Recycling".

Reuse (englisch für "Wieder-Nutzung") heißt, dass die Aggregate in einer neuen Nutzung ein zweites Leben beginnen. "Repair" verlangt lediglich einzelne Komponenten auszutauschen. Beim Remanifacturing wird ein Antrieb zerlegt, alle Bauteile gereinigt und instandgesetzt bzw. ausgetauscht. Beim werkstofflichen Recycling wird das Aggregat zerlegt und die einzelnen Materialien sortenrein separiert, bevor alles nacheinander im Schredder landet. Im Projekt entsteht eine Prozesskette, in der anhand von Demo-Motoren die Verfahren exemplarisch gezeigt werden. Als erste Station ist eine Eingangsprüfung vorgesehen, in der ein Motor bewertet wird. Steht fest, welchen Weg er gehen soll, folgt als nächste Stufe die Demontage, die Entmagnetisierung, Reinigung und der Befund der Komponenten.

Anschließend geht es an die Aufarbeitung, die Remontage (Zusammensetzen) und anschließende Funktionsprüfung. "Beispielsweise würde man während dieses Prozesses ein Motorgehäuse mit geringfügigen Verschleißspuren für den erneuten Gebrauch einstufen und gegebenenfalls mit zerspanenden Prozessen aufarbeiten, um die Funktionsfähigkeit zu gewährleisten", sagt Fraunhofer-Mitarbeiter Große Erdmann. Ziel des Reassert-Projekts: Es soll ein Prototyp eines Motors für die Kreislaufwirtschaft entstehen, der leicht demontiert werden kann und auf den sich die vier genannten Werterhaltungsstrategien problemlos anwenden lassen.