Elektroautos: Aufschwung mit Ladehemmung Elektromobilität 2025 trotzt Absatzkrise

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Der Markt für Elektromobilität steckt in einem Paradoxon: Trotz sinkender Neuzulassungen in Deutschland setzt sich der technologische und politische Wandel europaweit ungebremst fort.

Dieser Übergang betrifft nicht nur den Automobilsektor, sondern auch andere Formen der Elektromobilität wie Elektrofahrräder. Bis 2035 sollen in der EU im Rahmen des Klimaschutzes keine Autos mit einem Verbrennungsmotor mehr neu zugelassen werden. Dabei sollen vor allem batterieelektrische Fahrzeuge die Verbrenner ablösen. Der Anteil der E-Autos an den Neuzulassungen in der EU ist seit 2020 kontinuierlich gewachsen und erreichte 2023 rund 14,6 Prozent (ACEA Auto 2025). Auch die Absatzmenge von E-Bikes in Europa wächst kontinuierlich und erreichte im Jahr 2023 5,16 Millionen Stück (Statista Mobility Market Insights 2024).

Elektromobilität sorgt für deutlich mehr Batterien und Elektromotoren

Das Wachstum der Elektromobilität bringt jedoch eine steigende Menge nicht mehr einsatzfähiger Fahrzeuge mit sich. Mit der Verbreitung von Elektrofahrzeugen und Elektrofahrrädern wird erwartet, dass auch die Rückläufermengen von Batterien und Elektromotoren erheblich zunehmen. Studien gehen davon aus, dass die Menge zu recycelnder Batterien in Europa im Jahr 2030 eine Menge von 420 und im Jahr 2040 eine Menge von 2100 Kilotonnen erreichen wird (Fraunhofer ISI 2023). Dieser Anstieg stellt eine große Herausforderung, aber auch eine Chance dar, denn das Recycling dieser Komponenten ermöglicht es, wertvolle Rohstoffe zurückzugewinnen und die Abhängigkeit von Primärrohstoffen zu verringern.

Reparieren, wiederaufbereiten, weiterverwenden

Die Produktion von Komponenten wie Batterien, Elektromotoren und Leistungselektronik ist von kritischen Rohstoffen wie Lithium, Kobalt und Seltenen Erden abhängig. Da ihre Beschaffung von globalen Lieferketten abhängt, die wiederum anfällig für geopolitische und wirtschaftliche Unsicherheiten sind, zeigt sich die Notwendigkeit, die Resilienz zu stärken. Gleichzeitig ist die Förderung dieser Rohstoffe mit erheblichen ökologischen und sozialen Kosten verbunden. Hier bietet die Kreislaufwirtschaft eine Lösung, indem sie die Wiederverwendung und das Recycling von Materialien fördert, wodurch die Abhängigkeit von neuen Rohstoffen reduziert und die Belastungen durch deren Abbau verringert werden.
 Für Elektrofahrzeuge bedeutet dies, dass Batterien nach Ende ihrer Fahrzeugnutzung repariert, wiederaufbereitet, für stationäre Anwendungen weiterverwendet oder recycelt werden können, um Rohstoffe zurückzugewinnen. Ähnliches gilt für Elektrofahrräder, deren Motoren und Batterien zunehmend Ansätze für eine Kreislaufführung erfordern. Das Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA forscht in mehreren Projekten an der Umsetzung der Kreislaufwirtschaft in der Produktion.

REASSERT: Das zweite Leben von Elektromotoren

Elektromotoren werden am Ende ihres Einsatzes oft geschreddert und recycelt, was die Rückgewinnung kritischer Rohstoffe erschwert. Höherwertige Kreislaufstrategien wie Remanufacturing oder Reuse werden durch diesen Ansatz verhindert. Im Projekt REASSERT, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert wird, arbeiten das Fraunhofer IPA, Schaeffler, das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und weitere Partner daran, solche Werterhaltungsstrategien zu entwickeln. Sie setzen auf Repair, Reuse und Remanufacturing, um Elektromotoren auch nach der Nutzung weiterverwerten zu können. Dabei werden im Forschungsprojekt auf maschinellem Lernen basierte Prognosen und KI gestützte Entscheidungsmodelle entwickelt, um von der Produktentwicklung bis zum End-of-Life sinnhafte R-Strategien zu etablieren.

DeMoBat: Robotergestützte Demontage von Batteriesystemen

Ein weiteres großes Thema der Kreislaufwirtschaft in der Elektromobilität  sind die Batterien. Derzeit werden gebrauchte Batterien in der Regel geschreddert was jedoch die Rohstoffe zerstört und die Umwelt belastet. Eine Demontage und Weiterverwendung der Batterie und ihrer Komponenten ist im Sinne der Kreislaufwirtschaft sinnvoller. Am Fraunhofer IPA besteht die Möglichkeit in einer Laborumgebung die Demontage von Batterien zu beforschen. Aus technischer Sicht umfasst die Demontage von Batteriesystemen das Prüfen, Lösen von Verbindungsstellen und das Abziehen sowie Schneiden von Kabeln. Abhängig vom angestrebten R-Pfad lässt sich die Demontage in drei wesentlichen Methoden einordnen: zerstörungsfreie Demontage, semi-zerstörende Demontage und zerstörende Demontage.

Nachhaltigkeitsziele erreichen

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Mit Maschinellem Lernen und Sensorik demontieren

Am Fraunhofer IPA wurde im Rahmen des Landesprojekts DeMoBat die weltweit erste großskalig robotergestützte Demontageanlage konzipiert, entwickelt und aufgebaut. Aufgrund des flexiblen Aufbaus der Demontageanlage lassen sich schnell verschiedene Varianten von Batteriesystemen demontieren. In der Roboterprogrammierung wurden produktunabhängige Skills für die Demontageschritte entwickelt und implementiert. Durch den Einsatz Maschinellen Lernens in Kombination mit Sensorik lassen sich Verbindungstechniken und Verständnis über den Löseprozess von Komponenten schnell in den Demontageprozess integrieren.

Neue Geschäftsmodelle entwickeln und evaluieren

Neben diesen technologischen Lösungsansätzen in der Kreislaufwirtschaft beforscht das Fraunhofer IPA noch weitere Aspekte der Kreislaufwirtschaft. So werden beispielsweise neue Geschäftsmodelle entwickelt, die in Kombination mit digitalen Tools neue Möglichkeiten schaffen und den strategischen Zielen der Kreislaufwirtschaft dienen. Außerdem werden die Auswirkungen von Geschäftsmodell- und Projektumsetzungen in der Kreislaufwirtschaft quantifiziert. Mittels des Life Cycle Assessments (LCA) werden Projekte nach ihren Umweltauswirkungen bewertet oder ihre wirtschaftlichen Auswirkungen untersucht. Neben der Bearbeitung öffentlich geförderter Projekte können so auch direkte Herausforderungen der Industrie gelöst werden.

Anwar Al Assadi (Gruppenleiter), Raphael Wolf (Wissenschaftlicher Mitarbeiter), Chantal Rietdorf (Wissenschaftliche Mitarbeiterin) und Paul Schmidhäuser (Geschäftssegmentleiter) sind Mitarbeiter beim Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart.