Wiederverwendung von alten E-Auto-Akkus: Stadionbeleuchtung, Haus-Stromspeicher

Das Unternehmen Düsenfeld ist auf die Entsorgung von Lithium-Ionen-Batterien spezialisiert.

Was passiert mit den alten Akkus aus Elektroautos? Die Ansätze und Ideen gehen von recyceln über schreddern bis hin zur Wiederverwendung an ganz anderer Stelle, beispielsweise, um ein Fußballstadion zu erleuchten. 

Der Verkauf von Elektroautos und Plug-In-Hybriden stieg innerhalb der vergangenen zwei Jahre rasant an. Mehrere Autohersteller, darunter auch Audi und Porsche, haben mittlerweile angekündigt ihre Flotte schon ab 2030 hauptsächlich auf batteriebetriebene Fahrzeuge auszurichten. Klingt alles in allem so, als würden wir uns also endlich in eine umweltfreundlichere Zukunft bewegen, oder?

Grundsätzlich ist die Antwort darauf natürlich ja. Allerdings bringt ein erhöhtes Aufkommen an Elektrofahrzeugen auch neue umwelttechnische Herausforderungen. Auch wenn es an sehr vielen Ladestationen schon Ökostrom zum tanken gibt, ist speziell in Deutschland die Stromerzeugung heute noch keinesfalls komplett grün. Auf die Energiewende haben Sie als Verbraucher zwar großen Einfluss, letztlich ist dies jedoch auch ein politisches Problem.

Ein Problem, das aber auch vor allem Verbraucher und Autohersteller beschäftigen sollte: Was passiert mit dem Herzstück der E-Autos, nachdem sie ausgedient haben? Theoretisch kann und sollte man diese recyclen: Eine Lithium-Ionen-Batterie enthält viele endliche Rohstoffe wie Nickel, Kobalt und eben Lithium. Allerdings ist das Auseinandernehmen und Trennen der Rohstoffe ein komplexer und aufwendiger Prozess, für den zudem viel Energie aufgewendet werden muss. Ökonomisch gesehen, lohnt sich der Aufwand für die Hersteller kaum. Es ist leichter für Hersteller, diese Rohstoffe einfach neu einzukaufen. Es gibt sogar Unternehmen, die sich aufgrund der besonderen Herausforderungen der E-Auto-Batterien ausschließlich dem Abtransport und dem Auseinandernehmen defekter Batterien widmen, wie beispielsweise das Hockenheimer Unternehmen Dellcon.

Auch hier besteht seitens der Politik Handlungsbedarf: Die aktuelle EU-Richtlinie zur Entsorgung und Weiterverarbeitung von Batterien und  Akkus stammt aus dem Jahr 2006. Logischerweise war damals noch nicht zu ermessen, wie viel Tragweite das Thema heute inne haben wird. Eine neue Richtlinie ist in Arbeit.

Alte E-Auto-Akkus als Stromspeicher fürs Haus

Glücklicherweise wächst der Markt für Anbieter, die Batterien recyclen oder ihnen ein zweites Leben schenken, jetzt schon. Einen interessanten Ansatz bietet zum Beispiel das Aachener Start-up Voltfang. Elektroautobatterien des Tesla Model S und BMW i3 bekommen hier ein zweites Leben – als Hausspeicher und Power Bank fürs Eigenheim. Die Idee ist nicht neu, Voltfang will sie aber kommerzialisieren. Noch befindet sich der Generator, mit Namen ebenfalls schlicht „Voltfang“, allerdings noch in der Testphase. Erst ab Mai 2021 soll mit der Produktion begonnen werden. Die Anschaffungskosten sind mit 7.000 Euro nicht gerade niedrig und ob die Autobatterie tatsächlich schon komplett autark über längere Zeit ein ganzes Haus mit Strom versorgen kann, ist fraglich. Trotzdem ist der Gedanke einer Zweitverwertung löblich und als Ausgangspunkt für weitere Forschung interessant.

Autohersteller: Diese Recycling-Pläne haben sie

Tatsächlich haben auch manche Autobauer die Chance erkannt, die Batterien bieten, die ihre Ladungskapazität fürs Elektrofahrzeug nicht mehr erreichen. Renault und Nissan haben bereits Kooperationsverträge für die Weiterverwendung ihrer Batterien abgeschlossen, wobei Nissan bereits vor Jahren ausrangierte Batteriepakete nach Amsterdam gebracht hat, wo 148 ehemalige Leaf-Akkus in der Amsterdam Arena drei Megawatt Strom speichern, der von 4.200 Solarmodulen auf dem Dach des Fußballstadions, in dem der bekannte Fußballclub Ajax Amsterdam seine Heimspiele austrägt, erzeugt wird. Ein ähnliches Konstrukt verrichtet beim Beddington Cricket Club in Großbritannien seinen Dienst.

Der Komponenten-Bereich von Volkswagen hat am Standort in Salzgitter vor kurzem eine erste Anlage für das Recycling von Hochvoltbatterien eröffnet, die aus Autos stammen. Ziel ist die industrialisierte Rückgewinnung wertvoller Rohmaterialien wie Lithium, Nickel, Mangan und Kobalt i einem geschlossenen Kreislauf sowie von Aluminium, Kupfer und Kunststoff mit einer Wiederverwertungs-Quote von perspektivisch mehr als 90 Prozent. Jedoch werden hierbei nur Batterien recycelt, die nicht mehr anderweitig verwendet werden können. Davor wurde analysiert, ob die Batterie noch leistungsstark genug ist, um zum Beispiel ein zweites Leben in mobilen Energiespeichern wie der flexiblen Schnellladesäule oder dem mobilen Laderoboter zu erhalten. Größere Mengen von Batterie-Rückläufer werden dabei jedoch frühestens Ende der 2020er Jahre erwartet. Mit der Pilotanlage will man darauf jedoch vorbereitet sein und entsprechende Erfahrungen sammeln. In einem ersten Schritt ist die Salzgitter-Anlage darauf ausgelegt, bis zu 3.600 Batteriesysteme im Jahr zu recyceln – das entsprächen rund 1.500 Tonnen Material. Wird die Nachfrage größer, kann das System skaliert werden.

Mercedes hat nach eigenen Angaben bereits drei Speicher, die aus Automotive-Akkus bestehen, mit einer Gesamtenergie von 40 Megawattstunden in die deutsche Stromversorgung integriert. Der schwäbische Autobauer geht davon aus, dass die Automobil-Akkus in ihrem zweiten Leben noch zehn weitere Jahre als Energiespeicher wirtschaftlich genutzt werden können.

Der Energieanbieter EnBW arbeitet zusammen mit Audi an der Entwicklung stationärer Speicher, die Strom der eigenen Wind- und Photovoltaik-Parks in Phasen eines Energie-Überangebots zwischenlagern und das Netz stützen. Als Herzstück der Speicher dienen ausgemusterte Batterien aus Elektroautos von Audi. Die „Second Life-Batterien“ verfügen selbst am Ende des Fahrzeuglebens noch über eine hohe Kapazität und eignen sich daher für den Einsatz in stationären Speichern. Um Erfahrungen zu sammeln, planen EnBW und Audi auf dem Betriebsgelände des Heizkraftwerks in Heilbronn einen Referenzspeicher, der technisches und prozessuales Vorbild für weitere Anlagen im kommerziellen Betrieb sein soll.

Schreddern als alternative Methode zur Batterieentsorgung

Im Vergleich zum Verbrenner ist die genaue Lebensdauer eines Elektroautos schwerer bestimmbar. Auch wenn eine Batterie die notwendige Ladekapazität nicht mehr erreicht, sind Auto und Akku nicht zwangsweise am Ende: Einzelne defekte oder leistungsschwache Zellen und Zellpakete können ausgetauscht werden. Das ist deutlich günstiger, als gleich die komplette Batterie zu tauschen. Allerdings benötigen Mechaniker hierfür ein besonderes Fachwissen sowie spezielle Software.

Früher oder später müssen sich die Hersteller aber eine Antwort auf die Frage „Was passiert danach?“ finden. Langfristig wäre es wohl gut hier komplett umzudenken: Um einen nachvollziehbaren Kreislauf zu bilden, könnten Hersteller beispielsweise künftig die Batterie nur vermieten. Die Batterie würde dann automatisch zum Hersteller zurückkehren, der dann die Verantwortung für Recycling oder Umrüstung für ein Second-Life trägt. Eine weniger aufwendigere Methode zum Recycling könnte dies auch für Hersteller attraktiv machen. Nach alternativen Methoden wird hier bereits fieberhaft gesucht. Eine potentielle Möglichkeit: Schreddern. Das niedersächsische Unternehmen Duesenfeld hat hierzu eine Methode entwickelt. Die  Zugabe von Stickstoff soll Entflammung der Materialien verhindern und den Abtransport des Elektrolyts ermöglichen. Anschließend wird dann das Mahlgut nach Rohstoffen getrennt.

Auch andere Methoden, um das Recycling effektiver und effizienter zu machen werden momentan geprüft. Denn eines ist klar: Um dem grünen Versprechen der E-Mobilität gerecht zu werden, müssen wir schon jetzt Lösung kreieren, bevor die Probleme über uns bald zuhauf hineinbrechen.

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