Ein aktueller Bericht von Europäischem Patentamt und Internationaler Energieagentur zeigt, wie Innovationen die Batterie-Kreislaufwirtschaft – von Recycling bis Rohstoffrückgewinnung – vorantreiben.
Die weltweite Nachfrage nach Batterien steigt weiter drastisch an. Zugleich steigt auch das Angebot an gebrauchten Batterien. So dürfte sich die Zahl der Altbatterien allein aus Elektrofahrzeugen von 1,2 Millionen im Jahr 2030 auf 14 Millionen im Jahr 2040 erhöhen. Technologien für eine Batterie-Kreislaufwirtschaft ermöglichen die Wiederverwendung und das Recycling dieser Batterien, und wie so oft im Batteriesegment geht auch hier Asien voran. Parallel dazu lässt sich auch in Europa ein signifikanter Innovationsschub beobachten. Kombiniert mit den jüngsten politischen EU-Initiativen zur Förderung industrieller Investitionen und gezielter Skalierung entstehen hieraus Chancen für die Diversifizierung von Lieferketten, für mehr Nachhaltigkeit und für die Stärkung der technologischen Souveränität, während die Energiewende in eine neue Phase eintritt.
Der neueste Technologieanalysebericht von Europäischem Patentamt (EPA) und Internationaler Energieagentur (IEA) bietet eine umfassende Analyse der Innovationen im Bereich der Kreislaufwirtschaft, einschließlich der Sammlung und Sortierung gebrauchter Batterien sowie der Technologien für Recycling, Rückgewinnung und Wiederverwendung. Da mit der Batterie-Kreislaufwirtschaft die Abhängigkeit von kritischen Rohstoffen verringert werden soll, die zunächst jedoch abgebaut und raffiniert werden müssen, befasst sich ein Abschnitt des Berichts mit der Innovationslandschaft rund um die Raffination von Batteriemetallen.
"Innovative Technologien für eine Batterie-Kreislaufwirtschaft sind der Schlüssel zu mehr Ressourcensicherheit, Wettbewerbsfähigkeit und Umweltfreundlichkeit", sagt EPA-Präsident António Campinos. "Angesichts der zunehmenden Bedeutung des Batteriekreislaufs für globale Ressourcensysteme bringen sich Regionen, die über leistungsfähige industrielle Ökosysteme, positive politische Rahmenbedingungen und Zugang zu Recycling-Rohstoffen verfügen, in eine gute Ausgangsposition, um eine führende Rolle in diesem Sektor zu spielen. Europa bringt viele dieser Voraussetzungen mit und verfügt über ein vielfältiges Innovationsökosystem sowie politische Initiativen, die eine solide Grundlage für die Entwicklung von zirkulären Wertschöpfungsketten rund um Batterien bilden."
"Im Zeitalter der Elektrizität sind Batterien zu einem Eckpfeiler der Energieversorgungssicherheit und der industriellen Wettbewerbsfähigkeit geworden, aber ihr voller Wert wird sich nur dann entfalten, wenn die Länder starke Kreislaufsysteme um sie herum aufbauen", sagt IEA-Exekutivdirektor Fatih Birol. "Die Beschleunigung von Innovationen im Bereich des Recyclings und der Wiederverwendung kann den Druck auf kritische Rohstoffversorgungsketten verringern, die Umweltauswirkungen reduzieren und neue wirtschaftliche Möglichkeiten schaffen. Europa hat wichtige Stärken, auf die es aufbauen kann, und dieser Bericht zeigt, wie gezielte Innovation und politische Unterstützung dazu beitragen können, Europa an die Spitze einer nachhaltigen Batteriewirtschaft zu bringen.
Auf der Grundlage weltweiter Patentdaten aus zwei Jahrzehnten beleuchtet der Bericht neue Trends, führende Innovatoren und das Potenzial der Batterie-Kreislaufwirtschaft für die Verringerung der europäischen Abhängigkeit von Rohstoffimporten. Er untersucht die Patentierungstätigkeit in 24 Technologiebereichen, die rund 16 000 Erfindungen und nahezu 4 000 internationale Patentfamilien (IPFs) auf sich vereinen. Begleitet wird der Bericht durch ein Update der EPA-Plattform für saubere Energie, die um einen eigenen Bereich zur Batterie-Kreislaufwirtschaft ergänzt wurde. Zudem wurde der Deep Tech Finder, der mit seiner Kombination von Patentinformation und Business Intelligence aufstrebende europäische Akteure in verschiedenen Technologiebereichen aufzeigt, um zusätzliche Profile von Start-ups und Hochschulen erweitert, die entlang der zirkulären Batterie-Wertschöpfungskette aktiv sind.
Batterie-Kreislauf: eines der dynamischsten Innovationsfelder auf dem Gebiet der Batterietechnologie
Die Patentierungstätigkeit auf dem Gebiet der zirkulären Batteriewirtschaft erlebt seit 2017 einen massiven Anstieg – dem Jahr, in dem weltweit erstmals mehr als 1 Million Elektrofahrzeuge verkauft wurden. Seit damals erhöhte sich die Zahl der zugehörigen IPFs im Mittel um jährlich 42 %, während die Produktion wiederaufladbarer Batterien um 16 % zulegte und über alle Technologiebereiche hinweg ein Wachstum von nur 2 % zu verzeichnen war.
Der rasante Innovationsschub verläuft parallel zur steigenden weltweiten Nachfrage nach Batterien. So hat sich der Batteriemarkt mehr als verfünffacht, von rund 180 GWh im Jahr 2020 auf 1 100 GWh im Jahr 2024. Für 2030 wird ein Anstieg auf 3 500 GWh prognostiziert.
Asiatische Unternehmen sind führend in der Recycling-Wertschöpfungskette, aber auch Europa wächst deutlich
Grafik: Herkunft der Anmelder in Bezug auf internationale Patentfamilien und Datumsbereiche (für weitere Einzelheiten siehe Kennzahl 4 im Bericht)
2023 entfielen 63 % der IPFs aus dem Bereich der Batterie-Kreislaufwirtschaft auf asiatische Unternehmen. Dabei überholte Brunp, die Recycling-Tochter des weltweit größten Batterieproduzenten CATL, frühere Marktführer wie Toyota, LG und Sumitomo. Auch europäische Innovatoren verzeichnen weiterhin ein deutliches Wachstum entlang der gesamten Wertschöpfungskette, einschließlich der Bereiche mit der größten Patenttätigkeit: der Sammlung von Altbatterien und der Rückgewinnung von Metallen durch chemische Umwandlung. Während sich Automobilhersteller weltweit eher auf die Batteriesammlung und Bergbauunternehmen auf die chemische Umwandlung konzentrieren, sind Brunp (China) und LG (Südkorea) in allen Bereichen tätig.
China führt sowohl bei der Raffination kritischer Metalle als auch beim Batterie-Kreislauf
Seit 2020 liegt China bei der Zahl der IPFs aus dem Bereich der Raffination von Batteriemetallen gleichauf mit den Vereinigten Staaten. Zugleich haben sich Chinas nationale Patentanmeldungen in diesem Bereich erheblich erhöht, von rund 10 % aller nationalen und internationalen Einreichungen weltweit in den frühen 2000er Jahren auf rund 70 % in den fünf Jahren bis 2023. Eine ähnliche Konzentration ist bei der Batterie-Kreislaufwirtschaft zu beobachten, wo der chinesische Prozentsatz an den IPFs zwischen 2013 und 2023 von 5 % auf 29 % gewachsen ist. Japanische und südkoreanische Akteure konnten im gleichen Zeitraum ihren signifikanten IPF-Anteil halten, während der Prozentsatz Europas von 22 % auf 21 % leicht zurückging und Australien, Kanada und die Vereinigten Staaten weiterhin nur eine begrenzte Rolle spielen.
Skalierung von Innovationen bleibt unerlässlich, damit Europa seine Stärken voll ausspielen kann
Europäische Anmelder sind besonders bei der Batteriesammlung und der chemischen Umwandlung aktiv, wobei ihr Schwerpunkt auf Bereichen wie Fernbedienungstechnologien (34 % der IPFs) sowie auf der Isolierung und Immobilisierung (30 %) und der hydrometallurgischen Gewinnung nach pyrolytischer Vorbehandlung (26 %) liegt. Dieser Schwerpunkt spiegelt das Potenzial Europas für die erfolgreiche Verarbeitung wachsender Mengen an Altbatterien wider. Große europäische Akteure sind auch in Technologiefeldern aktiv, mit denen rezyklierte Materialien für neue Batteriekomponenten aufgearbeitet werden. Neben dem größten europäischen Batterierecycler, Umicore, zählen hierzu BASF und öffentliche Forschungseinrichtungen wie das CEA, einer der bedeutendsten französischen Anmelder im Energiesektor.
Skalierung und Innovation bleiben entscheidende Faktoren für Europa, um Recycling-Kosten zu senken, die Effizienz zu steigern und bestehende Herausforderungen wie fragmentierte Abfallströme, heterogene Batteriebauweisen und mangelnde Automatisierung zu überwinden. Zugleich ist bereits ein zunehmend kohärenter politischer Rahmen geschaffen worden. So zielen jüngste Initiativen wie der Industrial Accelerator Act, der RESourceEU Action Plan und die Battery Booster Facility sowie die Batterieverordnung aus dem Jahr 2023 darauf ab, die industriellen Kapazitäten zu stärken und die lokale Produktion sowie integrierte zirkuläre Wertschöpfungsketten zu unterstützen. Vor diesem Hintergrund bietet der sich entwickelnde politische Rahmen in Verbindung mit der vielfältigen Forschungs- und Industrielandschaft und der vitalen Start-up-Szene in Europa eine vielversprechende Basis für den Erfolg, sofern er effektiv auf gezielte Investitionen in die Industrie abgestimmt wird.
Der Daten-Desk der Beobachtungsstelle des EPA ermöglicht die Umwandlung von EPA-Patentdaten in verwertbare Erkenntnisse. So kann festgestellt werden, wo der größte Unterstützungsbedarf besteht. Die Betaversion des Daten-Desks bietet eine detaillierte Kartografie von Technologien zur Energiespeicherung und erlaubt damit eine tiefgehende Analyse des gesamten Sachgebiets. Die Daten der Betaversion werden zu gegebener Zeit vollständig aktualisiert, und künftige Updates werden um Kartografien zu weiteren kritischen Technologien ergänzt.
Erweiterte EPA-Technologieplattform und aktualisierter Deep Tech Finder
Das EPA bietet eine Reihe von Technologieplattformen an, die es Wissenschaftlern und Forschern erleichtern, Espacenet, die weltweite größte frei zugängliche Quelle von Patentinformationen, zu erkunden. Gestützt auf das Fachwissen von Patentprüferinnen und -prüfern des EPA und nationalen Patentämtern wurde die Plattform für saubere Energie nun um Technologien zur Batterie-Kreislaufwirtschaft ergänzt und bietet 24 neue durchsuchbare Technologiebereiche. Auch das kostenlose Tool Deep Tech Finder wurde aktualisiert und beinhaltet nun die Profile von fast 60 europäischen Start-ups und Hochschulen, die seit 2006 Patentschutz für Erfindungen in diesen Bereichen angestrebt haben. Das aktualisierte Tool bietet zudem eine verbesserte Navigation und eine erweiterte Erfassung von Start-ups aus allen Technologiefeldern.
Quelle und weitere Informationen: www.epo.org/de
