Dirk Kunde

Technologie-Journalist, Hamburg

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Die drei Leben einer Elektroauto-Batterie

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Batterien aus dem Renault Zoe haben ein zweites Leben in Heimspeichern von Powervault

Batterien für Elektroautos führen bis zu drei Leben: vor, während und nach dem Einsatz im Fahrzeug. So stabilisieren sie das öffentliche Stromnetz.


Von Dirk Kunde


Eine Lithium-Ionen-Batterie im Elektroauto hält fünf bis zehn Jahre. Danach geht sie nicht direkt zum Recycling, sondern startet ihr zweites Leben. „Die Batterien sind noch so leistungsfähig, dass wir sie weitere zehn Jahre in unseren Speichersystemen nutzen", sagt Joe Warren. Er ist Managing Director bei Powervault in London. Das Unternehmen bezieht einen Großteil der Akkumulatoren vom französischen Autohersteller Renault.

Rund 500 Heimspeicher hat Powervault bereits im Einsatz. Im April 2018 kommt die nächste, leistungsfähigere Version auf den Markt. Das Ziel bis 2020 lautet: 50.000 installierte Einheiten.

Noch ist der Markt für Heimspeicher klein. Sie bieten sich vor allem für Besitzer von Solarzellen an. Die Preise sind noch hoch, da die Zahl gebrauchter Batterien übersichtlich ist. Nur wenige Batterien haben bislang die vollen fünf bis zehn Jahre hinter sich. Bei Renault steht der Batteriewechsel erst an, wenn die Ladekapazität unter die 75 Prozent-Marke fällt.

Derzeit stammen die meisten Batterien für Powervault aus Umrüstungen beim Renault Zoe von 20 auf 41 Kilowattstunden (kWh), Unfallautos, Kangoo-Fahrzeugen aus dem gescheiterten Better Place-Project in Israel sowie von der französischen Post. Die Elektrofahrzeuge werden so intensiv genutzt, dass die Batterien schon früher für einen Austausch fällig werden.

Fabrikneue Batterien

Serienproduktion der Mercedes-Benz Energiespeicher bei der Accumotive im sächsischen Kamenz.

Großspeicher

Ein Großspeicher aus elektroautomobilen Batteriesystemen ging im Herbst 2017 durch die Kooperationspartner Daimler AG mit ihrer hundertprozentigen Tochter Mercedes-Benz Energy GmbH und enercity in Betrieb.

Durch das zweite Leben senkt Renault seine Kosten und bietet beim Zoe die Batterie für 69 Euro zur Miete an. Der Kunde kauft nur das Auto, was den Anschaffungspreis reduziert. Powervault spart rund 30 Prozent im Vergleich zur Nutzung neuer Batterien. Der Kapazitätsverlust spielt bei der stationären Nutzung keine Rolle.

Die Briten zerlegen die Zoe-Batterien in ihre 12 Module, die jeweils aus 16 Zellen bestehen. Jedes Modul wird überprüft und mit anderen so kombiniert, dass der Heimspeicher die angegebene Kapazität von vier bis acht Kilowattstunden erreicht. Diese Kapazität entspricht 50 bis 100 Prozent des durchschnittlichen Tagesverbrauchs eines britischen Haushalts.

Heimspeicher sollen in erster Linie Lücken füllen. Sie speichern Energie im Laufe des sonnenintensiven Vormittags, wenn wenig Strom benötigt wird. Oder der Nutzer lädt sie nachts mit Strom aus dem öffentlichen Netz, denn in Großbritannien existieren günstigere Nachttarife. Manche Haushalte nutzen Powervault als Absicherung für Stromausfälle.

Second Life in der echten Welt

Das "Second-Life" der Batterien ist für die Profitabilität der Elektroautos von großer Bedeutung. Renault gibt an, auf Basis der variablen Kosten bereits gewinnbringend zu arbeiten. Doch in der Vollkostenrechnung sind die Zahlen noch rot. Nicht jeder Heimspeicher-Anbieter hat vor, die abgelegten Batterien aus Autos zu nutzen.

Die Sonnen GmbH aus Wildpoldsried bei Kempten im Allgäu setzt ausschließlich auf Neuware von Sony. "Das hat vor allem Sicherheitsgründe", sagt der Unternehmenssprecher des deutschen Marktführers. Er erklärt dies mit der Zellchemie: Während in Elektroautos aufgrund der höheren Energiedicht eine Kombination aus Lithium-Nickel-Cobalt-Aluminiumoxid (NCA) oder Lithium-Nickel-Cobalt-Manganoxid (NCM) eingesetzt wird, setzt Sonnen auf Lithium-Eisenphosphat. Das sei langlebiger und sicherer, weil die Gefahr eines thermischen Durchgehens geringer sei. Damit ist ein Kurzschluss samt Überhitzung gemeint, der in einem Brand enden kann.

Die Begründung ist nachvollziehbar, doch dürfte die Brandgefahr bei Heimspeichern geringer ausfallen als beim Einsatz im Auto. Die Heimspeicher hängen unbeweglich an der Wand und der Lade- und Entladezyklus ist deutlich gleichmäßiger als im Elektroauto. Außerdem verfügen die meisten Heimspeichersystem über deutlich geringe Kapazitäten als E-Fahrzeuge. Sonnen bietet seine Speicher mit 4 bis 16 Kilowattstunden an. Tesla bietet seine Powerwall für Privathaushalte mit 14 Kilowattstunden an. Die Powerpacks für den gewerblichen Einsatz verfügen über höhere Kapazitäten. Der US-Elektroautopionier vertreibt seit 2012 sein Model S mit Speicherkapazitäten zwischen 60 und 100 Kilowattstunden.

Speicherfarm in Leipzig

BMW nutzt die Batterien aus seinem Elektroauto i3 für einen zweiten Lebenszyklus. Ende Oktober 2017 eröffnete BMW-Vorstandsvorsitzende Harald Krüger im Leipziger Werk eine Speicherfarm für bis zu 700 BMW Batterien. Hier wird die Energie aus Windkrafträdern auf dem Werksgelände gespeichert. BMW baut seit September 2013 das Elektroauto in Leipzig und hat mehr als 100.000 Fahrzeuge ausgeliefert. Somit kommen in absehbarer Zeit ausreichend Batterien zurück, die in der Speicherfarm genutzt werden können.

Daimler gehört zu den wenigen Autoherstellern, die mit dem Tochterunternehmen Accumotive eigene Batterieforschung und -herstellung betreibt. Mit Mercedes-Benz Energy verfügt der Konzern über einen Anbieter von Heimspeichern. Doch die verwenden ausschließlich fabrikneue Akkumulatoren von Accumotive. Die Rückläufer aus den Daimler-Elektroautos starten ihr zweites Leben im westfälischen Lünen.

Auf dem Gelände des Entsorgungsspezialisten Remondis steht ein 13 Megawattstunden großer Batteriespeicher. Rund 1.000 Batterien sind in den Regalen montiert. Für eine stationäre Nutzung dürften sie noch rund zehn Jahre zu gebrauchen sein. Danach übernimmt Remondis die Demontage der Module und recycelt die Rohstoffe.

Lebendiges Ersatzteillager

Die Weiterentwicklung der Batterietechnik stellt die Autohersteller vor eine weitere Herausforderung. Sie müssen Ersatzbatterien für Elektroautos vorhalten, in die keine neuere Generation eingebaut werden kann. Daimler nutzt inzwischen die vierte Generation in seinem Electric Drive-Programm. Rund 1.800 Batterien der dritten Generation lagern in einer Halle in Hannover-Herrenhausen. Die Stadtwerke Hannover betrieben für den Autohersteller ein lebendes Ersatzteillager. "Die Lithium-Ionen-Batterien können wir nicht ungenutzt ins Regal legen", sagt eine Daimler-Sprecherin. Darum werden die Batterien schonend auf- und wieder entladen.

Mit ihrer Gesamtleistung von fünf Megawattstunden übernimmt die Anlage eine wichtige Pufferfunktion im Stromnetz. Übertragungsnetzbetreiber Tennet nutzt die Energie für die Primärregelleistung. Fällt die Frequenz im öffentlichen Stromnetz unter 50 Hertz müssen Unternehmen wie Tennet innerhalb von 30 Sekunden für einen Ausgleich sorgen. Der Batterienspeicher übernimmt diese Aufgabe schnell und vor allem ohne Emissionen. Bis Ende des ersten Quartals 2018 soll die Leistung des Speichers auf 17,4 Megawattstunden erweitert werden.

Elektroautos spielen ihren ökologischen Vorteil nur dann aus, wenn sie mit Strom aus erneuerbaren Quellen betrieben werden. Deren Anteil liegt aktuell bei rund 35 Prozent im deutschen Stromnetz. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geht davon aus, dass der Anteil bis zum Jahr 2035 auf bis zu 60 Prozent steigt. Die Batteriespeicher gleichen nicht nur die Schwankungen in der Stromproduktion aus, sondern senken auch die Kosten für den Netzausbau.

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