Viele der ausrangierten Batterien von Elektroautos sind gar nicht kaputt, sondern verfügen lediglich nicht mehr über ausreichend Ladekapazität für den Einsatz im Auto. Statt sie zu recyceln, können die Batterien als Second-Life-Batterie weiter verwendet werden. Das Startup Voltfang aus Aachen hat aus der Idee ein Geschäftsmodell entwickelt.
Im Umgang mit ausrangierten Elektroautos gibt es zurzeit ein großes Problem, nämlich das Batterie-Recycling. Elektroautobatterien können zwar prinzipiell wiederverwertet werden, aber die Effizienz ist sehr schlecht. Das Lithium zu recyceln ist dabei beispielsweise teurer, als Neues einzusetzen. Generell decken die Einnahmen durch die wiederverwendeten Rohstoffe zurzeit nicht die Kosten, was das Recycling entsprechend unattraktiv macht und begründet, warum E-Auto-Batterien zurzeit nicht „ordentlich“ recycelt werden. Werden Batterien recycelt, können trotzdem bis zu 90% der Materialien rückgewonnen werden, da Komponenten wie das Gehäuse gewichtstechnisch einen großen Anteil ausmachen. Die restlichen 10% müssten aber entsorgt oder energetisch verwertet werden, was in den meisten Fällen durch Verbrennung erreicht wird.
Unerkanntes Potenzial von Elektroautobatterien
Wenn von den maximalen Ladezyklen einer Batterie gesprochen wird (die Anzahl an Auf- und Entladungen, die eine Batterie im Labor erreichen konnte) dann bedeutet das nicht, dass die Batterien nach dieser Zykluszahl kaputt gehen, sondern dass sie nur noch ca. 80% ihrer Kapazität aufweisen. Das heißt, die Reichweite reduziert sich im Anschluss um 20% des ursprünglichen Wertes. So wie wir das auch bei Handyakkus kennen, die irgendwann schwächer werden. Das ist bei Elektroautos, wo unter anderem die Reichweite zurzeit noch eine Achillesferse des Antriebssystems darstellt, problematisch. Im Umkehrschluss heißt das aber auch, dass Batterien von Elektroautos ausgetauscht und recycelt werden, die immer noch eine Restkapazität von knapp über 80% haben. Da ist es besser, wenn sie bei uns landen.
Wir testen dann die Batterie: wenn sie unter 80% liegt, müssen wir sie ebenfalls zum Recycling geben (das liegt daran, dass zu diesem Zeitpunkt bereits Alterungserscheinungen auftreten können und wir somit eine Lebensdauer über zehn Jahre nicht gewährleisten könnten). Aber wenn die Kapazität über 80% liegt, und das ist häufig der Fall, verwenden wir sie weiter in einem stationären Stromspeicher. Das machen wir, indem wir einen sogenannten "Double-Pack"-Ansatz verwenden, bei dem die Kapazität von zwei Batterien so kombiniert wird, dass insgesamt mehr Kapazität zur Verfügung steht, als benötigt wird. Da die Batterien so zu keinem Zeitpunkt vollständig entladen werden, werden Alterungsprozesse, welche bei einer sehr niedrigen Batterieladung entstehen, verhindert. Die Batterien erhalten dadurch eine längere Lebensdauer und die Betriebssicherheit kann garantiert werden. Kapazität und Lebensdauer erreichen dann wieder das Level wie bei First-Life Energiespeichern. In dem Moment, wo die Autobatterie eine Wiederverwendung findet, spricht man von Second-Life-Batterie.
Abb 1 — Bei dem Double-Pack Ansatz wird nie die gesamte Kapazität der Batterie genutzt. Das reduziert Alterungsprozesse und führt zu einer längeren Lebensdauer.•
Wo kommen Voltfang-Speicher zum Einsatz
Wir verkaufen die Speicher an Gewerbetreibende, die zum Beispiel eine Solaranlage auf dem Gewerbedach haben und ihren Eigenverbrauch maximieren möchten. Die Speicher können auch dafür eingesetzt werden, Lastspitzen im Verbrauch zu kappen (sog. „Peak Shaving"): Wenn Unternehmen kurzfristig hohe Leistungen benötigen, können diese Lastspitzen bei Netzbezug für die Unternehmen teuer werden. Durch einen stationären Speicher können solche Lastspitzen reduziert oder vollständig gekappt werden.
Aktuell haben wir zum Beispiel eine Filiale von Aldi Nord mit einem Voltfang-Speicher ausgestattet, die sowohl den Eigenverbrauch maximieren als auch die Lastspitzen kappen wollten. Darüber hinaus können die stationären Speicher als Unterstützung von Elektro-Ladesäulen oder bei der Notstromversorgung für Unternehmen dienen. Der Fokus liegt bei uns beim Gewerbespeicher, weil hier größere Speicher und Leistungen benötigt werden. Eine Elektroautobatterie hat im Durchschnitt mehr als die zehnfache Kapazität eines durchschnittlichen Einfamilien-Hausspeichers – da kommen immense Speichermengen zusammen. Wenn wir diese anteilig in die Unternehmen bringen, ist der Impact einfach größer. Unsere Gewerbespeicher sind zwischen 33 kWh bis 1 MWh groß, die stationären Großspeicher haben sogar Kapazitäten von 1-5 MWh.
Abb 3 — Stromspeicher aus ausrangierten Autobatterien werden zu stationären Speichern umgebaut •
Wir beziehen die Batterien von unterschiedlichen Originalausrüstungsherstellern (OEMs), also Batterie- und Automobilherstellern, und arbeiten hier unter anderem mit Mercedes Benz Energy oder Akasol (BorgWarner) zusammen. Wir bieten aber auch Privatpersonen die Möglichkeit ihre gebrauchten Fahrzeugbatterien an uns zu verkaufen. Dabei können wir unterschiedliche Zellchemien verwenden und bauen funktionstüchtige Batteriemodule als Ganzes in unsere Speicher ein.
Aktuell ist der Einsatz von Batterien in einem Second-Life noch nicht etabliert. Für unser Team von 40 Mitarbeiter:innen ist es eine Herzensangelegenheit durch die Umsetzung von Second-Life Batteriespeichern die Kreislaufwirtschaft zu fördern. Denn dabei geht es nicht nur darum, recycelte Materialien zurück in den Kreislauf zu führen, sondern auch um die Verlängerung der Lebensdauer bestehender Produkte und Komponenten.
Gesetzliche Rahmenbedingungen
Momentan wird die Wiederverwendung von Elektroautobatterien durch bestehende gesetzliche Rahmenbedingungen leider nicht gerade vereinfacht. Nach der Abfallhierarchie muss ein Produkt nach der ersten Nutzung zunächst „reused repurposed“ – also wiederverwendet werden und dann erst erfolgt das Recycling. Das Problem bei Elektroautobatterien ist, dass diese nach der ersten Verwendung als Müll klassifiziert sind. Aus diesem "Abfall" wieder ein neues Produkt herzustellen ist aufgrund der Herausforderung, den Batteriezustand festzustellen, sehr schwierig.
Es wäre besser, dass die E-Auto-Batterien nach dem ersten Leben zum Beispiel von den Herstellern selbst auf ihre Second-Life-Eignung getestet werden müssten, da diese einfacher auf relevante Batteriedaten zugreifen können. Und wenn die Batteriequalität entsprechend gut ist, eine Second Life-Verpflichtung einzuführen. Wir haben aber den Eindruck, dass das ganze Konzept von Second-Life-Batterien noch gar nicht bei der Bunderegierung angekommen ist – es ist einfach ein sehr neues Thema.
Abb 2 — Das Gründerteam besteht aus Afshin Doostdar, David Oudsandji und Roman Alberti. Mittlerweile besteht das Voltfang-Team, heute aus insgesamt 40 Personen •