Vom Unscharfen zum Plan: Eine Fuzzy-Delphi-Methodik zur Bewertung frühphasiger aufkommender Technologien — der Fall der Zerlegung von Fahrzeugtraktionsbatterien am Ende ihrer Lebensdauer

Warum alte Autobatterien wichtig sind

Mit der Zunahme von Elektroautos auf unseren Straßen verschleißen früher oder später ihre leistungsstarken Batterien und brauchen ein zweites Leben. Was mit diesen massiven Packs geschieht, ist entscheidend, um Klimaemissionen zu reduzieren und Engpässe bei Metallen wie Lithium, Nickel und Kobalt zu vermeiden. Diese Studie untersucht, wie gebrauchte Traktionsbatterien am besten zerlegt werden können, und stellt einen schrittweisen Ansatz vor, um brandneue, noch unsichere Technologien zu bewerten — lange bevor sie breit eingesetzt werden.

Vom Schrott zur Ressource

Batterien von Elektrofahrzeugen enthalten viele Metalle, die die Europäische Union als kritisch oder strategisch einstuft, weil sie schwer zu beschaffen, aber für saubere Technologien unverzichtbar sind. Die Herstellung einer einzelnen Batterie kann bis zu einem großen Teil der gesamten Produktionsemissionen eines Elektroautos ausmachen, ein erheblicher Anteil davon entfällt auf den Abbau und die Raffination der Rohstoffe. Das Recycling von Batteriepacks am Ende ihrer Lebensdauer kann den Druck auf Bergwerke mindern, die Versorgungssicherheit stärken und Treibhausgasemissionen reduzieren — aber nur, wenn die Packs vor den eigentlichen Recyclingschritten richtig aufbereitet werden. Die Zerlegung ist die entscheidende Vorbehandlungsstufe: Sie öffnet das Pack, trennt Module und Strukturteile und liefert sauberere Materialströme für nachgelagerte Recycler.

Warum das Auseinandernehmen so schwierig ist

Reale Batteriepacks sind nicht wie Lego konzipiert. Sie unterscheiden sich stark in Form und Aufbau, enthalten viele verklebte oder verschweißte Verbindungen und haben oft schwer zugängliche Bauteile. Gleichzeitig können die Packs beschädigt, elektrisch instabil oder mit brennbarem Elektrolyt kontaminiert sein, was Sicherheitsrisiken mit sich bringt. Heute werden viele Arbeitsschritte noch manuell ausgeführt, mit wenigen geschulten Arbeitskräften und wenig Automatisierung. Frühere Studien betrachteten meist nur eine Zerlegungstechnik isoliert, etwa das Abschrauben oder Fräsen, was einen fairen Vergleich für Unternehmen oder politische Entscheidungsträger erschwert. Die Autorinnen und Autoren argumentieren, dass ein breit angelegter, strukturierter Benchmark nötig ist, damit Investitionen und Vorschriften Lösungen bevorzugen können, die effizient, sicher und ökologisch sinnvoll sind.

Experten anhören, Schritt für Schritt

Um einen solchen Benchmark zu erstellen, kartierten die Forschenden zunächst alle relevanten Akteure entlang der Wertschöpfungskette des Batterierecyclings, von Automobilherstellern und Maschinenbauern bis zu Recycler:innen, Aufsichtsbehörden und Forschenden. Anschließend führten sie 65 Experteninterviews durch, um die Kriterien zu sammeln, die bei der Bewertung von Zerlegungstechnologien am wichtigsten sind. Es kristallisierten sich sechzehn Kriterien heraus, darunter Sicherheit, Prozessrobustheit, Produktivität, Kosten, Umweltwirkung, Reinheit der zurückgewonnenen Materialien sowie die Frage, wie leicht eine Technologie automatisiert oder skaliert werden kann. Danach nahm ein kleineres Gremium von 13 Spezialist:innen für Batteriezersetzung an mehreren Runden strukturierter Befragung nach der „Delphi“-Methode teil, bei der Expertinnen und Experten ihre Antworten nach Sichtung anonymer Zusammenfassungen der Gruppenmeinungen überarbeiten. Um Unsicherheit und vage Bewertungen zu berücksichtigen, kombinierten die Autor:innen dies mit „fuzzy“ Logik, die Meinungen als Bereiche statt als feste Zahlen behandelt.

Die Methoden zum Schneiden rangieren

Mithilfe dieses Fuzzy-Delphi-Rahmenwerks einigten sich die Expert:innen zunächst auf die Bedeutung der sechzehn Kriterien und bewerteten anschließend acht verschiedene Zerlegungsansätze daran. Die Methoden reichten von destruktivem Zerkleinern ganzer Packs über semidestruktives Schneiden mit Werkzeugen wie Laser, Messer und Fräsköpfen bis hin zu nicht-destruktivem Abschrauben und manueller Trennung. Die finalen gewichteten Scores zeigten Laserschneiden als insgesamt vielversprechendste Option, gefolgt von Zerkleinern, Messer- oder Scherenschneiden, Fräsen, rotierenden Schneidwerkzeugen, robotergestütztem Abschrauben, werkzeugloser manueller Demontage und zuletzt Wasserstrahlschneiden. Lasersysteme punkteten bei Produktivität, Sauberkeit der Ausgänge und Automatisierungspotenzial, stehen jedoch weiterhin vor Herausforderungen hinsichtlich Sicherheit, Hitzeschäden und Investitionskosten. Zerkleinern profitierte von Einfachheit, wurde aber wegen geringer Materialreinheit und begrenzter Möglichkeiten zur Wiederverwendung von Komponenten schlechter bewertet.

Was das für den weiteren Weg bedeutet

Für Laien lautet die Schlussfolgerung: Die Art und Weise, wie wir alte Autobatterien öffnen, bestimmt maßgeblich, wie grün und sicher die Elektromobilität werden kann. Diese Studie legt nahe, dass kontrolliertes Schneiden, insbesondere mit Lasern, ein besseres Gleichgewicht aus Sicherheit, Effizienz und Rohstoffrückgewinnung bieten könnte als das bloße Zermahlen von Packs — obwohl beide Ansätze wahrscheinlich nebeneinander bestehen werden. Darüber hinaus liefern die Autorinnen und Autoren eine wiederverwendbare „Bauanleitung“ zur Bewertung frühphasiger Technologien in jedem Bereich, in dem harte Daten knapp sind, aber Entscheidungen nicht warten können. Durch das systematische Einholen von Ansichten verschiedener Expertengruppen und die Anwendung fuzzy-mathematischer Verfahren zur Integration dieser Ansichten hilft ihr Ansatz, das heute noch unscharfe Bild von aufkommenden Werkzeugen in eine klarere Orientierung für Industrieplaner und politische Entscheidungsträger zu verwandeln.

Zitation: Rettenmeier, M., Möller, M. & Sauer, A. From blur to blueprint: a fuzzy delphi methodology for evaluating early-stage emerging technologies—the case of end-of-life automotive traction battery disassembly. Sci Rep 16, 15516 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-50592-1

Schlüsselwörter: Batterierecycling, Elektrofahrzeuge, Technologiebewertung, Delphi-Methode, Laserzerlegung