JEDER VERDIENT EINE ZWEITE CHANCE – AUCH EINE HOCHVOLT-BATTERIE!

Jeder verdient eine zweite chance – Auch eine hochvolt-batterie!

Durch die Veränderung in der Fahrzeugindustrie, bringen die Fahrzeughersteller immer mehr Elektrofahrzeuge auf die Straße. Egal ob es sich dabei um einen Kleinwagen oder einen SUV handelt, eines haben sie alle gemeinsam – die Akkus.

Welche Speicher werden verwendet?

In modernen Elektrofahrzeugen werden in der Regel Lithium-Ionen-Zellen verwendet, welche jedoch einen entscheiden Nachteil haben. Sie verlieren nach einiger Zeit an Kapazität. Bedeutet konkret für ein Fahrzeug, dass die Reichweite mit abnehmender Kapazität der Hochvolt-Energiespeicher deutlich sinkt. Wertlos sind diese Hochvoltakkus jedoch noch lange nicht. Im Second-Life-Einsatz können diese noch lange nützliche Dienste leisten.

Restkapazität ermöglicht Second Life

HV-Batterien, die auf Grund der zu geringen Kapazität in Fahrzeugen keine Verwendung mehr finden, sind also keinesfalls nutz- oder wertlos. Wenn die Energiespeicher aus den Fahrzeugen ausgemustert werden, haben sie in der Regel noch eine Kapazität von rund 70-80% vom ursprünglichen Energiegehalt. Da die Kapazität dieser Akkus zwar für den Gebrauch in Fahrzeugen nicht mehr genügt, ist eine Entsorgung dennoch weder ökologisch noch ökonomisch sinnvoll. Diese Hochvoltspeicher können in ihrem zweiten Leben, dem „Second Life“, weiter stationär betrieben werden.

Der stationäre Betrieb hat den Vorteil, dass die Batterie weit weniger in Anspruch genommen wird als im Auto mit den stetigen Rekuperationsphasen und unregelmäßigen Ladezyklen. Der stationäre Betrieb verläuft deutlich gleichmäßiger und das Laden und Entladen erfolgt nur langsam, also deutlich schonender für die Hochvoltbatterien. Dies kann sich auch einfach anschaulich vorgestellt werden. Ein Elektrofahrzeug welches auf der Autobahn beschleunigt um zu überholen, hat selbstverständlich einen deutlich höheren Energiebedarf als ein Backofen, der zuhause langsam aufgeheizt wird.

Wie kann ein Second Life aussehen?

In Wendelstein, in der Nähe von Nürnberg, finden Hochvoltbatterien aus Testfahrzeugen von Audi ein zweites Leben. In zwei vollklimatisierten Containern, mit einer Grundfläche von rund 75 Quadratmetern, werden 84 Batteriespeicher beherbergt. Ihre Speicherkapazität liegt bei einer Megawattstunde (1000 kWh) und reicht rechnerisch, um rund 100 durchschnittliche Haushalte einen Tag lang mit Strom zu versorgen.

Was bedeutet das konkret? Mit Hilfe der ausgemusterten Hochvoltspeicher, sollen Abweichungen zwischen Stromerzeugung und –verbrauch ausgeglichen werden. So kann beispielweise zu sonnigen und windigen Tagen die überschüssige Energie aus Wind- und Solarkraftwerken in den Akkus zwischengespeichert und bei Bedarf bereitgestellt werden.

Ein Batteriespeicher kann so auch nach seiner Ausmusterung im Fahrzeug noch bis zu 10 Jahre weiter genutzt werden.

Recyclingmethoden der Hochvoltbatterien nach dem Second Life

Doch was passiert mit den Hochvoltakkus, wenn sie tatsächlich das Ende ihres Zyklus erreicht haben – sie müssen recycelt werden. Grundlegend gibt es zwei mögliche Verfahren, diese oft bis zu einer Tonne schweren Energiespeicher in ihre einzelnen Bestandteile zu zerlegen. Zum einen das thermische Aufschmelzen und zum anderen das mechanische Zerkleinern und chemische Herauslösen von Rohstoffen.

Bei der thermischen Behandlung werden die Batteriezellen eingeschmolzen. Da die metallischen Bestandteile unterschiedliche Schmelzpunkte besitzen, lassen sie sich leicht voneinander trennen. Stoffe wie Kobalt, Nickel und Kupfer können so zurückgewonnen werden, in einem weiteren Schritt auch Lithium. Ein Recyclinganteil von durchschnittlich 60 bis 70 % ist so möglich. Kobalt und Nickel sind sogar bis zu 95 % recycelbar. Graphit und Aluminium können mit dieser Methode allerdings nicht wiederverwertet werden. In der Kritik steht zudem der hohe Energieaufwand dieses Verfahrens.

Ein alternatives Vorgehen bietet das sogenannte Schreddern, also die mechanische Zerkleinerung der Akkumodule in einem geschlossenen Container. Durch die Zugabe von Stickstoff wird dabei das Entzünden der Materialien verhindert. Auf diese Weise lassen sich Aluminium und Kupfer in Reinform zurückgewinnen, außerdem ein hoher Anteil an Graphit, Mangan, Nickel, Kobalt und Lithium. Insgesamt werden so ca. 96 % der Batteriebestandteile in den Rohstoffkreislauf zurückgeführt.

Mit Hilfe von Second-Life und effektiven Recyclingmethoden können auch die großen HV-Batterien aus Elektrofahrzeugen nach ihrer Lebenszeit im Fahrzeug sinnvoll verwendet werden.

Wie wir finden eine smarte Idee für heute und die Zukunft!