Batteriechemie, Vorprodukte für die Halbleiterindustrie, Materialien für Energiespeicher, dazu Lithium und Seltene Erden aus der Region: Mit diesem Portfolio will der Chemiepark Bitterfeld-Wolfen seine letzten rund 90 Hektar Vermarktungsfläche belegen. Max Fuhr, seit August Teil der Geschäftsführung, benennt die Stoßrichtung klar – nicht Konkurrenz zu den großen Chip- oder Batteriefabriken, sondern die vorgelagerte Spezialchemie, bei der laut Fuhr in einigen Verarbeitungsschritten derzeit 95 bis 100 Prozent der weltweiten Kapazitäten in Asien liegen.
Das ist ein plausibler Nischenansatz. Doch das Sammelwort „Spezialchemie“ verdeckt, dass hinter den drei genannten Feldern – Batteriechemie, Halbleiter-Vorprodukte, Verarbeitung Seltener Erden – strukturell sehr unterschiedliche Ausgangslagen liegen. Ein Blick auf jedes der drei Segmente zeigt, dass mindestens zwei davon eher dem Muster der Zellchemie folgen, die in „Zwei Enden der Batteriekette“ als arithmetisch kaum aufholbar beschrieben wurde – während das dritte einer Logik folgt, in der deutsche Unternehmen bereits heute Architekturmacht besitzen – im Sinne von Souveränität über den Verfahrensschritt. Wie unterschiedlich sich dieselbe Prozesswissen-Barriere angehen lässt, zeigt sich an drei aktuellen Fallbeispielen: Phoenix Tailings löst die Trennchemie Seltener Erden technisch anders, HyProMag umgeht sie beim Magnetrecycling ganz, und Remondis/BASF zeigen bei der Batteriechemie, dass Recycling das Prozesswissen-Problem eher verdoppelt als auflöst.
Batteriechemie: kundenspezifisches Prozesswissen statt Norm
Für Batteriezellen ist die vorgelagerte Stufe das sogenannte precursor Cathode Active Material (pCAM) – ein Zwischenprodukt aus Nickel-, Kobalt- und Mangan-Verbindungen, das durch Co-Präzipitation entsteht – ein Zwischenprodukt aus Nickel-, Kobalt- und Mangan-Verbindungen, das durch Co-Präzipitation entsteht. Bei diesem Verfahren werden die drei Metallsalze gemeinsam aus einer Lösung ausgefällt, sodass sie sich zu einem einzigen, fein verteilten Mischkristall verbinden – anders als bei getrennter Fällung, bei der jedes Metall für sich ausfiele. Genau diese präzise gesteuerte gemeinsame Fällung ist der Punkt, an dem das kundenspezifische Prozesswissen ansetzt. Die Internationale Energieagentur beziffert den chinesischen Anteil an der globalen pCAM-Produktion auf 95 Prozent oder mehr; ein Branchendienst nennt für 2023 rund 86 Prozent allein für die drei Hauptakteure. Entscheidend ist dabei weniger die reine Kapazität als die Beschreibung des Produkts selbst: pCAM gilt in der Fachliteratur als „non-standardised“, stark kundenspezifisch und abhängig von feiner Kontrolle über pH-Wert, Fällungsbedingungen und Partikelmorphologie. Das ist kein reproduzierbarer Verfahrensschritt, den man mit Anlageninvestition allein nachbauen kann, sondern eingeübtes, über Jahre kalibriertes Prozesswissen – strukturell näher an der Zellchemie als an einer Commodity-Stufe.
Batterierecycling, wie es etwa Remondis über die Tochter TSR Recycling im Joint Venture Battery Lifecycle Company anbietet, ändert daran zunächst wenig. Die Branche unterscheidet zwischen „Spokes“, die Altbatterien entladen, demontieren und mechanisch zu „Schwarzer Masse“ aufbereiten, und „Hubs“, die diese Schwarze Masse hydrometallurgisch zu reinen Metallen oder direkt zu pCAM weiterverarbeiten. Remondis/TSR ist mit der Anlage in Magdeburg im Kern ein Spoke-Akteur. Genau an der Hub-Stufe hängt Europa strukturell dieselbe Schwäche wie bei den Seltenen Erden: Eine Studie des französischen Instituts IFRI beziffert den kombinierten Anteil Europas und Nordamerikas an der weltweiten Nachbehandlungskapazität auf lediglich vier Prozent, mit der Folge, dass Europa seine Schwarze Masse in erheblichem Umfang exportiert, vor allem nach Südkorea. Und selbst dort, wo europäische Akteure die Hub-Stufe selbst übernehmen wollen, stoßen sie auf dasselbe Prozesswissen-Problem wie bei pCAM aus Primärmaterial: Ein Fachartikel zur Hydrometallurgie beschreibt die pCAM-Produktion aus recyceltem Material als „prozessseitig deutlich anspruchsvoller“ als einfache Metallrückgewinnung, weil dieselbe präzise Kontrolle über pH-Wert und Temperatur nötig ist. Recycling umgeht das Prozesswissen-Problem also nicht durch bloße Wiederverwendung bereits fertig legierten Materials – es verlangt dasselbe Prozesswissen ein zweites Mal, nur mit anderem Ausgangsmaterial. Dass es dennoch geht, zeigt BASF: Zusammen mit Stena Recycling betreibt der Konzern in Schwarzheide seit Juni 2023 eine Anlage, die Schwarze Masse direkt zu neuem Kathodenmaterial verarbeitet – nach eigenen Angaben auf Jahre hinaus ausverkauft. Für Bitterfeld-Wolfen heißt das: Recycling-Zulieferer wie Remondis liefern wertvollen Rohstoff für die Spoke-Stufe, lösen die pCAM-Prozesswissen-Lücke aber nur, wenn sie mit eigener Hub-Kapazität nach BASF-Vorbild verbunden werden.
Seltene-Erden-Trennung: die „Chemiewand“
Ähnlich, in mancher Hinsicht noch deutlicher, zeigt sich das bei der Verarbeitung Seltener Erden – für Bitterfeld-Wolfen relevant über die von Fuhr genannten Vorkommen im Raum Delitzsch. Eine Untersuchung des Büros für Technikfolgen-Abschätzung beim Bundestag hält fest, dass China bei Raffination und Weiterverarbeitung rund 90 Prozent der weltweiten Wertschöpfung kontrolliert – deutlich mehr als beim Abbau selbst. Deutschland bezieht laut derselben Untersuchung fast die Hälfte der frühen Verarbeitungsstufen und 84 Prozent der weiterverarbeiteten Zwischenprodukte direkt aus China. Auffällig ist die Beschreibung des eigentlichen Engpasses: Selbst europäisch zurückgewonnene Sekundärrohstoffe aus dem Recycling müssen für die finale Trennung häufig erneut nach China exportiert werden, weil die entsprechenden Raffinationskapazitäten fehlen. Das eigentliche Nadelöhr ist damit nicht die Rohstoffbeschaffung, sondern das chemische Separationsverfahren selbst – eine Beschreibung, die sich strukturell mit Fi…