Batterien – Ressource statt Sondermüll: Lange Zeit galten die Lithium-Ionen-Batterien als netter Ansatz für den Klimaschutz, doch das Recycling stellt eine große Herausforderung für die Industrie dar. Neue Forschungsansätze, wie der „Second Life Ansatz“ geben Aufschluss über dieses Problem.

Der Standort der Firma Saubermacher im steirischen Premstätten wirkt wie eine Gegenthese zu all den Falschinformationen und Vorurteilen, die zum Thema Elektroautobatterien kursieren. Wenn zu Arbeitsbeginn die großen Recyclinganlagen des Entsorgungsunternehmens hochgefahren werden, schnellt auch der Stromverbrauch in die Höhe. Um diesen Spitzenstrom auszugleichen und dem Unternehmen die dadurch verbundenen Stromkosten zu ersparen, verwendet man bei Saubermacher ein Batteriespeichersystem, das einem Forschungsprojekt entstammt, bei dem unter anderem auch die AVL, Energie Steiermark und die Grazer Energieagentur beteiligt waren.

Second-Life-Speicher

Das Herzstück dieses stationären Speichers bilden gebrauchte Lithium-Ionen-Batterien aus Elektroautos, deren Kapazität auf weniger als 80 Prozent gesunken ist. Obwohl die sündhaft teuren Hochvoltakkus damit alles andere als defekt sind, genügen sie den extrem hohen Ansprüchen der Automobilhersteller nicht mehr. In einem aufwendigen Verfahren auf eine weitere Verwertung geprüft, neu vernetzt und verkabelt, können die Lithium-Ionen-Akkus in sogenannten Second-Life-Speichern noch viele Jahre zum Einsatz kommen, bevor an ihrem endgültigen Lebensende das stoffliche Recyclingverfahren wartet. Ein Beispiel, das mittlerweile Schule macht.

Pionier BMW eröffnete bereits 2017 Speicherfarm

Ein Pionier in Sachen (Weiter-)Verwertung aussortierter E-Auto-Akkus ist BMW. Schon bald nach Verkaufsstart des BMW i3 – eines der ersten Großserien-Elektroautos – machte man sich in München Gedanken darüber, was mit den vielen Lithium-Ionen-Akkus später einmal passieren sollte. Noch bevor die Serienproduktion des i3 im kommenden Sommer nach mehr als einer Viertelmillion verkaufter Autos endet, sind die ersten i3-Batterien in ihrem „zweiten Leben“ angekommen. Als erster Unternehmensstandort eröffnete das BMW-Werk Leipzig bereits im Oktober 2017 eine eigene Speicherfarm. 700 i3-Batterien bilden dort seither einen Teil des virtuellen Konzernkraftwerks, intern BMW Power Pool genannt. Dabei handelt es sich um eine Reihe unterschiedlichster Energieanlagen an verschiedenen Standorten. Durch intelligente Steuerung können diese Anlagen Energie hochflexibel aufnehmen oder an das Netz abgeben.

So funktioniert das Recycling von E-Auto-Batterien © ADAC

Mit Mercedes-Benz erweiterte ein anderer deutscher Premiumhersteller frühzeitig sein Geschäftsfeld um stationäre Batteriespeicher. Bereits im Juni 2016 gründete man in Sachsen das Tochterunternehmen Mercedes-Benz Energy. „Wir haben seither ein erfolgreiches Geschäftsmodell mit stationären Großspeicheranwendungen etabliert“, berichtet Gordon Gassmann, Geschäftsführer der Mercedes-Benz Energy. „Dabei ist es unser Ziel, das Potenzial einer Batterie maximal auszunutzen, indem man ihren Lebenszyklus verlängert. Damit steigern wir nicht nur ihren wirtschaftlichen Nutzen, sondern verbessern auch die Ökobilanz der Akkus, denn die wertvollen Rohstoffe bleiben weiterhin im Kreislauf.“ Dass solche Speicher tatsächlich einen Beitrag zur Energiewende leisten können, ist mittlerweile unbestritten. Indem Akkufarmen in Sekundenbruchteilen Strom im öffentlichen Netz aufnehmen oder wieder abgeben, gleichen sie Über- oder Unterspannung aus, die von schwankenden regenerativen Quellen wie Wind oder Sonne verursacht werden – und sorgen damit für Netzstabilität.

„Lebendiges Ersatzteillager“

Ein anderes Beispiel für ein nachhaltiges Umdenken ist ein Großspeicher, den Mercedes-Benz gemeinsam mit Partnern im Sommer 2018 in Südwestfalen in Betrieb nahmen: Auf dem Gelände der Enervie AG in Elverlingsen wurde ein ehemaliges Kohlekraftwerk zu einem automobilen Batteriespeicher umgewandelt. Insgesamt 1920 Batteriemodule – genug für mindestens 600 Neufahrzeuge – werden in der Anlage zu einem „lebendigen Ersatzteillager“ gebündelt. Mit einer installierten Leistung von 8,96 Megawatt, einer Energiekapazität von 9,8 Megawattstunden und seiner modularen Bauweise ist das System in der Lage, das Stromnetz vollautomatisiert und ununterbrochen mit Regelleistung zu stabilisieren. Einen besonderen Clou stellt dabei die aktive Bevorratung der Lithium-Ionen-Batteriesysteme dar: Für die Akkus wirkt diese geradezu wie ein Jungbrunnen. Um im Falle eines Tauschs einsatzfähig zu sein, verlangt eine Batterie während der Dauer der Lagerung ein regelmäßiges Zyklieren – das gezielte, schonende Be- und Entladen. Andernfalls käme es zu einer Tiefenentladung, die zu einem Defekt der Batterie führen kann.

Akkus derzeit weitaus haltbarer als angenommen

Bei der Moon Power GmbH, einem Tochterunternehmen der Porsche Holding Salzburg, hat Robert Steinböck als Leiter für Produkt & Innovation bereits seit einigen Jahren praktisch tagtäglich mit Second-Life-Speicherlösungen zu tun. Zweifellos das prestigeträchtigste aller bisherigen Großprojekte von Moon ist die Anlage am Trainingsgelände des FC Bayern München. Die dort verbaute Pufferleistung von 700 kWh macht es möglich, dass die Fußballprofis ihre Elektro-SUVs an 38 Ladepunkten mit bis zu 150 Kilowatt laden können. Sogar noch eine Nummer größer ist das geplante Vorhaben beim Teilevertriebszentrum der Porsche Holding Salzburg in Wals-Siezenheim: In Kombination mit einer Photovoltaikanlage am Gebäudedach soll ein Second-Life-Speicher in der Größenordnung von zwei Megawatt entstehen. Aktuell laufen dazu die wirtschaftlichen Berechnungen. Wann die geplante Anlage tatsächlich in Betrieb geht, hängt laut Robert Steinböck vorrangig vom Rücklauf gebrauchter Akkus ab. „Aktuell kommt nur eine Handvoll Akkus zurück, ganz einfach deswegen, weil die Dinger im Normalfall nicht kaputtgehen.“ Tatsächlich haben sich die von den Herstellern verwendeten Akkus als weitaus haltbarer herausgestellt als befürchtet. Steinböck: „Das führt dazu, dass wir wirklich große Second-Life-Projekte frühestens in drei bis fünf Jahren realisieren werden können.“

(22. Februar 2022, Sandra Beck)