Automobil 19.10.2012, 19:55 Uhr

Zweitnutzung von E-Mobil-Batterien ist fraglich

Weil die Kapazität von Lithium-Ionen-Akkus mit zunehmendem Alter und Betriebszyklen abnimmt, sollen diese in Elektroautos ersetzt werden, wenn die Kapazität unter 80 % fällt. Ein Workshop des Forums Elektromobilität in Berlin ging kürzlich den Chancen einer Zweitvermarktung der Gebraucht-Akkus nach. Fazit: Tragfähige Geschäftsmodelle sind bisher nicht in Sicht.

Eine Zweitverwertung von Elektrofahrzeugbatterien scheint eher unwahrscheinlich.

Eine Zweitverwertung von Elektrofahrzeugbatterien scheint eher unwahrscheinlich.

Foto: Werkfoto

Die Zukunft beginnt in der Berliner Fasanenstraße 87. Eine Testfamilie probt dort das Leben in einem Plusenergiehaus mit zwei Elektroautos. Gleich neben dem Haus: ein unscheinbarer Schaltschrank. Er birgt Lithium-Ionen-Akkus, die ein erstes Leben in BMWs Elektro-Mini-Flottenversuch hatten. Nun dienen sie als 43-kWh-Puffer für grünen Strom, mit dem die zwei Elektroautos geladen werden.

Wie realistisch ist eine solche Zweitverwertung gebrauchter Elektrofahrzeugbatterien? Auf einem Workshop des Forums Elektromobilität suchten Experten kürzlich Antworten auf diese Frage. Automobilindustrie und Energiewirtschaft hoffen auf die Zweitvermarktung, die zur Finanzierung der teuren Batterien beitragen und gleichzeitig Speicher für erneuerbaren Strom schaffen soll. Doch der vermeintlich pragmatische Ansatz hat seine Tücken.

Das beginnt mit der Frage der Restlebensdauer der gebrauchten Akkus. Laut Stefan Rentsch, Geschäftsführer von TÜV Süd Batterie Testing, gibt es keine Schnelltests – erst recht nicht ohne die Betriebsdaten der Akkus. „Ohne sie lassen sich kaum Aussagen zu Qualität und Restlebensdauer treffen“, sagte er in Berlin. Der Alterungsprozess von Lithium-Ionen-Zellen verlaufe nicht linear, sondern beschleunige sich mit zunehmender Betriebsdauer. Und je nach Nutzungsintensität, Alter und klimatischen Bedingungen falle ihre Kapazität schneller oder langsamer ab. Innerhalb einer Batterie gehe das von Zelle zu Zelle unterschiedlich vonstatten.

Voraussetzung einer Nachnutzung wäre es, dass das Batteriemanagementsystem (BMS) die Betriebsdaten der einzelnen Zelle dokumentiert. Ansonsten kaufen Zweitnutzer die Katze im Sack.

Auch im Berliner Modellversuch, an dem der TÜV Süd und sein Joint-Venture-Partner Lion Smart beteiligt sind, liegen die historischen Batteriedaten nicht vor. Allerdings haben die Ingenieure die bereitgestellten 104 Batteriemodule, die jeweils drei bis vier Jahre und circa 80 000 km im Einsatz waren, ausführlich getestet, durchgemessen und teils für den Vergleich mit Neuzellen komplett demontiert. Anschließend montierten sie 70 der Module zum 48-V-Energiespeicher mit 43 kWh Kapazität.

So umfangreiche Tests wird es in realen Zweitnutzungsszenarien kaum geben. Auch sollen die Speicher im Modellversuch nur 1,5 Jahre durchhalten. Und sämtliche Zellen hatten noch über 90 % ihrer Nennkapazität – waren also eigentlich zu kostbar für die stationäre Nachnutzung.

Damit Batterien künftig überhaupt ein Zweitleben in Gebäuden antreten können, sind laut Tobias Mayer, Mitgründer von Lion Smart, Brandschutzvorkehrungen zu treffen. Weil im Modellhaus keine brandgeschützten Räume vorgesehen waren, mussten die Akkus in den externen Schaltkasten – mit allen Nachteilen bei der Klimatisierung und Anbindung des Stromspeichers.

Für künftige Anwendungen empfahl Mayer Baukastenlösungen, um die Kosten der Second-Life-Akkus gering zu halten – und eine Anbindung ihrer BMS an zentrale Server, um ihre Betriebsparameter aus der Ferne überwachen zu können. Grundsätzlich sieht er die stationäre Nachnutzung positiv: „Die Hübe und Ströme sind weit geringer als im Fahrzeug. Es kann gut sein, dass unser System noch Jahre laufen würde“, so der Experte. Jedoch räumte auch er ein, dass die Lebensdauer nicht exakt vorhersagbar ist. Weil der Wert der Akkus von der Dauer der Nachnutzung abhängt, ist damit letztlich kein Preis kalkulierbar.

Neben dieser Unklarheit bleiben weitere Probleme. Etwa die auf absehbare Zeit geringe Verfügbarkeit der gebrauchten Batterien. So rechnete Lutz Moke, Vertriebsleiter des Batterieherstellers Li-Tec vor, dass bei 10 000 verkauften Elektro-Smarts mit je 17,6 kWh Batteriekapazität nur knapp 180 MWh zusammenkämen, die dann nach zehn Jahren Nutzungsdauer nach und nach der Zweitnutzung übergeben werden könnten. So lange sollen sie zumindest laut Lastenheften der Autohersteller halten.

Für Moke ist fraglich, ob ihr Wert danach den reinen Materialwert übersteigt. Zumal auch Ausbau und Vorbereitung der Nachnutzung Kosten verursachen. „Wer testet die Batterien? Wer demontiert sie mit welchen Prozessen? Wer haftet im Second Life für das Produkt, das ursprünglich für mobile Anwendungen ausgelegt ist? Und wer ist danach für das Recycling verantwortlich?“, fragte er.

Viele Fragen also, die auch die Fertigungstechnik der Neubatterien betreffen. Denn so wie Module heute gefertigt werden, werden die Zellen nur mit hohem Aufwand zu vereinzeln sein. Doch da sie unterschiedlich altern, führt an der Vereinzelung und Neuzusammenstellung kein Weg vorbei. Nicht nur das schmälert die Margen. Hermann Pyschny, Senior Consultant der P3 Ingenieurgesellschaft, prognostizierte, dass Demontage aus den Fahrzeugen, Tests und Diagnose, Logistik und Organisationskosten sowie die einzukalkulierenden Risiken etwaiger Garantien 80 € bis 120 € je kWh kosten werden.

Ob sich der Aufwand überhaupt lohnt, hängt von der Preisentwicklung neuer Lithium-Ionen-Batterien ab. Eine aktuelle McKinsey-Studie prognostiziert einen Neupreis von weniger als 130 €/kWh in 2025. In Berlin stellte Christian Froestel, Analyst von Bloomberg New Energy Finance, ein Niveau um 160 €/kWh in 2025 in Aussicht. Vor dem Hintergrund dieser Zahlen ist es fraglich, ob der Ausbau mehrere Jahre alter Batterien jemals ein lohnendes Geschäft wird. Zumal laut Pyschny europaweit zwischen 2020 und 2030 nur etwa 20 GWh an Gebrauchtbatterien zusammenkommen werden. Zum Vergleich: Allein der Offshorewindpark Alpha Ventus produziert mit 12 Anlagen über 260 GWh Strom im Jahr.  PETER TRECHOW

Von Peter Trechow

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