Elektrofahrzeuge sind auf Lithium-Ionen-Akkus angewiesen, um ihre Motoren anzutreiben. Doch wie bei allen Batterien dieser Art nimmt die Leistung im Laufe der Zeit ab. Die Lebensdauer dieser Akkus in Autos beträgt etwa zehn Jahre. Aber wohin mit den ausgedienten E-Autobatterien? Immerhin enthalten sie wertvolle und knappe Rohstoffe wie Nickel, Kobalt, Mangan oder Lithium.
Eine Möglichkeit besteht darin, die Akkus zu recyceln. Forscher entwickeln derzeit automatisierte Verfahren, bei denen Roboter die Auto-Akkus auseinanderbauen und die Komponenten sortenrein sortieren. Aber es gibt auch eine einfachere Lösung: Gebrauchte Batterien von Elektroautos können für andere Zwecke wiederverwendet werden. In der Regel haben diese noch eine Restkapazität von etwa 85 Prozent oder mehr.
Zweite Nutzung als Stromspeicher
Diese gebrauchten Batterien können beispielsweise als batteriebasierter Stromspeicher dienen. So können sie netzunabhängig Strom bereitstellen, zum Beispiel an Schnellladesäulen. Durch den Einsatz von Batteriespeichern können diese auch in Gegenden mit schlechtem Netzausbau funktionieren. Der Stromspeicher kann auch überschüssige Energie vorübergehend speichern, beispielsweise von Photovoltaik-Anlagen oder Windparks. Auf diese Weise kann der Batteriespeicher als Puffer wirken und Energie speichern, wenn viel Strom im Netz verfügbar ist, und sie wieder abgeben, wenn sie benötigt wird.
Ein Prototyp eines solchen intelligenten Second-Life-Batteriespeichers wurde von Wissenschaftlern der Hochschule Fulda in Zusammenarbeit mit OsthessenNetz entwickelt. Der Speicher besteht aus gebrauchten Elektroauto-Akkus, die in einem Container verbaut sind. Dadurch ist das System mobil und flexibel einsetzbar. Der Prototyp wurde diese Woche in Fulda in Betrieb genommen und stellt zwei Ladepunkte mit Gleichstrom und zwei mit Wechselstrom zur Verfügung.
Der Batteriespeicher mit einer Kapazität von 180 Kilowattstunden und einer Ladeleistung von bis zu 150 Kilowatt kann das Stromnetz entlasten und als Puffer fungieren. Es wird über ein speziell entwickeltes Energiemanagementsystem gesteuert, das sich automatisch an die jeweilige Situation anpasst. Dank intelligenter Algorithmen kann der Speicher je nach Bedarf Strom aus dem Netz nachladen oder wieder in das Netz einspeisen.
Weitere Einsatzmöglichkeiten
Das System kann bereits an Autobahnraststätten und Tankstellen ohne ausreichenden Netzanschluss eingesetzt werden. Es eignet sich auch für Unternehmen, Einkaufszentren und kann als Zwischenspeicher für Photovoltaikanlagen dienen. Darüber hinaus kann es als unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) verwendet werden und klassische Notstromaggregate teilweise ersetzen.
Die Erfahrungen mit dem Prototyp sollen genutzt werden, um einen dezentralen und universell einsetzbaren, modularen Batteriespeicher mit einer noch höheren Kapazität von etwa einer Megawattstunde zu entwickeln. Auch dieser soll auf gebrauchten Lithium-Ionen-Akkus aus der Elektromobilität basieren. Mit einer solchen Lösung könnte der Einfluss von Ladeparks an Autobahnen auf das lokale Stromnetz reduziert werden.
Die Wissenschaftler arbeiten außerdem daran, verschiedene Anwendungsszenarien wie Netzflexibilisierung, Spannungsglättung, Einspeisepufferung aus erneuerbaren Energieanlagen, Leistungsbereitstellung für Hochleistungsverbraucher und Bereitstellung von Regelleistung bestmöglich miteinander zu kombinieren.
Die Zweitnutzung von gebrauchten Elektroauto-Akkus als Batteriespeicher ist nicht nur umweltfreundlich, sondern auch wirtschaftlich sinnvoll. Damit können die Rohstoffe in den Batterien weiterverwendet werden, und es entsteht eine nachhaltige Lösung für die Energiespeicherung.
Quelle: Hochschule Fulda
Das Forschungsteam bei Inbetriebnahme des intelligenten Second-Life-Batteriespeichers in Fulda. © Nicole Dietzel
