FAQ – Teil 2: Was passiert mit den ganzen alten Batterien?

Bei Diskussionen rund um das Thema Elektromobilität fällt häufig die Frage: „Was passiert mit dem ganzen Batterien, wenn die Akkus für den Einsatz im Fahrzeug nicht mehr taugen?“ Nicht selten ist im gleichen Atemzug von „Bergen von Batterieschrott“ die Rede. Die Frage ist absolut berechtigt – hier jedoch voreilig von „Schrott“ zu sprechen, ist zu kurz gesprungen.

Die meisten Hersteller geben 8-10 Jahre Garantie auf die Batterie ihrer Elektroautos oder Hybridfahrzeuge. Sollte innerhalb dieser Zeit die Kapazität auf unter 70 oder 80 Prozent (je nach Hersteller) sinken oder die Batterie einen Defekt aufweisen, wird die Batterie getauscht.

Was passiert nun also mit der Batterie? Die Möglichkeiten lassen sich grob in drei Kategorien einteilen.

Reparatur

Der Defekt einer Batterie kann unterschiedlichste Ursachen haben. Möglicherweise ist das Steuergerät beschädigt und muss getauscht werden oder eine Elektrik-Komponente könnte defekt sein. Es ist auch möglich, dass ausgerechnet eine Zelle der Batterie ein Problem hat und dadurch die Gesamtperformance des Akkus so stark beeinträchtigt wird, dass man von einem Defekt sprechen muss.

Meistens lassen sich die Elektrik- und Elektronik-Komponenten einer Batterie tauschen, sodass die Batterie nach der Reparatur wieder in einem Fahrzeug eingesetzt werden kann. Ist eine oder sind mehreren Zellen defekt, wird es schon komplizierter. Idealerweise kann eine einzelne Zelle getauscht werden, was oft aber sehr aufwendig und damit unwirtschaftlich ist. Ist dies nicht möglich, kann das komplette Zellmodul getauscht werden. Nissan bietet zum Beispiel für den Leaf wiederaufbereitete Ersatzbatterien an, die dann natürlich günstiger sind, als komplett neue.

Ist eine Reparatur nicht mehr möglich oder nicht mehr wirtschaftlich, dann lassen sich die unbeschädigten Zellmodule der Batterien trotzdem noch weiternutzen.

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Die Johan Cruijff Arena in Amsterdam verfügt über einen großen Pufferspeicher, der aus einer Vielzahl von Zellmodulen aus dem Nissan Leaf besteht. (Foto: © Nissan)

Second Life

Denn selbst wenn eine Batterie weniger als der genannten 70 bis 80 Prozent Restkapazität aufweist, enthält sie doch immer noch eine große Menge nutzbaren Restenergieinhalts. Die Batterie des BMW i3 94Ah hat zum Beispiel hat einen Energieinhalt von 33,2 kWh. Sollten nach knapp 10 Jahren nur noch 80 Prozent der Anfangskapazität zur Verfügung stehen, so bleiben letztlich immer noch ca. 26 kWh übrig. Daher ist es absolut naheliegend, diese Batterien aufzubereiten, wenn sie für die Nutzung im Fahrzeug nicht mehr bzw. nur noch mit Einschränkungen verwendet werden können, um sie anderweitig einsetzen zu können. Diese Zweitnutzung wird „Second Use“ oder „Second Life“ genannt. Meistens werden die Batterien dazu in stationären Anlagen verbauten.

Und genau dies passiert bereits seit einigen Jahren. Auch wenn viele der Projekte noch Pilotanlagen sind – hier wird bereits wichtige Erfahrung im Umgang mit gebrauchten Batterien gesammelt. Diese ist wichtig, um später – wenn wirklich nennenswerte Stückzahlen an gealterten Batterien getauscht werden müssen – tragbare Geschäftsmodelle etablieren zu können. Eine Weiterverwendung der Batterien um weitere 10 Jahre gilt dabei nicht als unwahrscheinlich.

Hier eine Übersicht an Second-Life-Projekten:

Audi

Projekt: Pufferspeicher für Netzstabilität
Partner: Gemeindewerke Wendelstein Bürgerkraftwerk GmbH und Covalion
Leistung: 500 kW
Speicherkapazität: 1.000 kWh
Verwendete Batterien: 84 Stk. aus verschiedenen Entwicklungsfahrzeugen von Audi
Verwendung: Primärregelleistung

BMW

Projekt: Second Life Batteries
Partner: Vattenfall und Bosch
Leistung: 2.000 kW
Speicherkapazität: 2.800 kWh
Verwendete Batterien: 100 Stk. aus BMW i3 und BMW Active E
Verwendung: Primärregelleistung, Pufferspeicher für Schnellladesäulen und Photovoltaikanlagen
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So sieht der Energiespeicher aus gebrauchten BMW-Batterien in Hamburg von außen aus. (Foto: © BMW)
Projekt: 2nd-Use-Batterie als Pufferspeicher für Schnellladesäulen
Partner: EVgo
Leistung: 30 kW
Speicherkapazität: 44 kWh
Verwendete Batterien: 2x BMW i3
Verwendung: Pufferspeicher für Schnellladesäulen

Daimler

Projekt: Größter 2nd-Use-Speicher weltweit
Partner: Mercedes-Benz Energy, GETEC und The Mobility House
Leistung:
Speicherkapazität: 13.000 kWh
Verwendete Batterien: 1.000 Stk. aus Smart Fortwo ED (Generation 2)
Verwendung: Primärregelleistung
Weltweit größter 2nd-Use-Batteriespeicher geht ans Netz
Bereits im September 2016 ging der weltweit größte 2nd-Use-Batteriespeicher mit 13 MWh ans Netz. Daimler war hier federführend an dem Projekt beteiligt. (Foto: © Daimler)

Nissan

Projekt: Pufferspeicher für Fußball-Arena in Amsterdam
Partner: Eaton und The Mobility House
Leistung: 3.000 kW
Speicherkapazität: 2.800 kWh
Verwendete Batterien: 148 Stk. aus Nissan Leaf
Verwendung: Pufferspeicher und Speicher für Solarenergie
Projekt: The Reborn Light: Energiespeicher für Straßenlaternen
Partner: 4R Energy
Leistung:
Speicherkapazität:
Verwendete Batterien: Zellmodule aus dem Nissan Leaf
Verwendung: Pufferspeicher und Speicher für Solarenergie für Straßenlaternen

Renault

Projekt: E-STOR: 2nd-Use-Batterien als Pufferspeicher für Schnellladesäulen
Partner: Connected Energy
Leistung:
Speicherkapazität:
Verwendete Batterien: Renault Zoe
Verwendung: Pufferspeicher für Schnellladesäulen
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In solchen Containern erprobt Renault den Einsatz ausgedienter Batterien der Zoe als Pufferspeicher für Schnellladesäulen. (Foto: Renault)

Recycling

Ist eine Batterie tatsächlich so stark beschädigt oder gealtert, dass eine Reparatur oder eine Weiterverwendung nicht möglich ist, kommt letztendlich nur noch das Recycling in Frage. Ein Vorteil bei batterieelektrischen Fahrzeugen: Der Energiespeicher bleibt ein Leben lang erhalten und am Ende können die Ressourcen zurückgewonnen werden. Verbrennt man dagegen fossile Kraftstoffe, verpufft die Ressource im Form von Abgasen in der Luft und kann nicht wieder zurückgewonnen werden. Ein Recycling von Otto- und Dieselkraftstoff ist nun einmal nicht möglich und es wird billigend in Kauf genommen, dass der „Abfall“ der Erdatmosphäre zugeführt wird.

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Kreislaufsystem: Nach der Nutzung der Batterie im Fahrzeug kann diese im Stationärspeicher eingesetzt werden. Am Ende des Lebenszyklus wird die Batterie recycelt und die Rohstoffe können wieder für die Batterieproduktion eingesetzt werden. (Abbildung: © Daimler)

Noch ist ein Batterierecycling allerdings kaum wirtschaftlich darzustellen. Nicht-recycelte Rohstoffe sind (noch) zu günstig und die Mengen an Batterien, die recyclet werden müssen, zu gering. Viele Elektrofahrzeuge sind schließlich noch nicht auf den Straßen unterwegs und wenn doch, dann sind sie meistens erst ein paar Jahre alt.

Nichtdestotrotz wird intensiv am Batterierecycling geforscht. Schließlich schmeißt man die wertvollen Rohstoffe nicht einfach weg – genauso wenig, wie gebrauchte Laptops, Smarthpones, LCD-Fernseher usw. nicht einfach auf einer Müllhalde landen.

Nissan arbeitet dazu intensiv mit dem Unternehmen 4R Energy zusammen. In Form eines Joint-Ventures wird in Japan ein Recycling-Werk für E-Auto-Batterien errichtet. Auch in Korea soll eine Batterie-Recycling-Anlage 2020 in Betrieb gehen.

Erst kürzlich wurde außerdem vom Batterierecycler Redux, einer Tochter des österreichischen Entsorgungskonzerns Saubermacher, eine High-Tech-Recyclinganlage für Lithium-Ionen-Batterien in Bremerhaven in Betrieb genommen, die bis zu 10.000 Tonnen jährlich an Batterieschrott verarbeiten kann. Die Recyclingquote liegt bei dieser Anlage bei 60 bis 70 Prozent. Ein Wert, der sich durch weitere Optimierungen vielleicht sogar weiter steigern lässt.

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Die Recycling-Anlage von Redux verarbeitet sämtliche Arten von Lithium-Ionen Batterien und verfügt über eine Kapazität von 10.000 Tonnen pro Jahr. (Foto: © Saubermacher)

Um signifikante Mengen an Alt-Batterien, insbesondere aus „großen“ Elektroautos wie einem Tesla Model S, Jaguar I-Pace oder Audi e-tron mit jeweils rund 100 kWh und 700 kg Batteriegewicht recyceln zu können, werden sicherlich weitere Anlagen benötigt. Der Grundstein für ein umfangreiches Batterierecycling scheint hiermit jedoch gelegt worden zu sein.

Aber noch einmal zur Erinnerung: 10 Jahre hält eine Batterie ungefähr in einem E-Fahrzeuge – teilweise auch länger – und anschließend noch einmal bis zu 10 Jahre in einer stationären Anwendung. Damit stehen gut 20 Jahre Nutzungsdauer zur Verfügung, bis mit größeren Mengen an Batterieschrott zu rechnen ist. Auch hier wird es keinen plötzlich Sprung von Null auf Hundert geben, sondern der Recycling-Bedarf wird sich kontinuierlich erhöhen. Da sollte genug Zeit bleiben, um die Recycling-Konzepte weiter zu optimieren, entsprechende Anlagen aufzubauen und eine Kreislaufwirtschaft etablieren zu können.

Weiterführende Links:

Weitere Teile der FAQ-Serie:

Lizenz:

Creative Commons Lizenzvertrag
FAQ – Teil 2: Was passiert mit den ganzen alten Batterien? von Marcus Zacher ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung – Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International Lizenz.

Bedeutet: Alle Texte der Serie FAQ stehen unter Creative Commons und dürfen für sachliche Diskussionen um das Thema Elektromobilität ohne meine Genehmigung kopiert werden.

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