Innenansicht Batteriespeicher Lünen

Die Akkus sind der teuerste Bestandteil eines Elektroautos. Selbst bei einem Kleinwagen macht das Batteriepaket mehrere Tausend Euro aus. Am Ende seiner Lebensdauer im Fahrzeug angekommen hat der Energiespeicher noch eine Restkapazität von etwa 70 bis 80 Prozent seines ursprünglichen Fassungsvermögens. Fürs Recycling wäre so ein teurer Akku viel zu schade. Er hat noch großes Potenzial und kann ein langes zweites Leben beginnen: als stationärer Batteriespeicher. Schätzungen zufolge ist ein wirtschaftlicher Betrieb im stationären Bereich für mindestens zehn weitere Jahre möglich.

Das verbessert nicht nur die Materialeffizienz und die CO2-Bilanz des Akkus, sondern bringt seinem Besitzer, dem mehrere Lösungen für die Zweitverwertung offen stehen, auch stetige Erlöse ein, bevor endgültig verschlissene Stromspeicher dem Recycling zugeführt werden. Somit sind diese Second-Life-Batterien einer breiten Palette von Interessengruppen aus den Bereichen Automobil und Energie sowie Gesellschaft und Umwelt dienlich. In den kommenden zehn Jahren, wenn immer mehr Akkus aus Elektroautos zur Verfügung stehen, wird auch die Zahl der Second-Life-Anwendungen stark zunehmen: Bis 2029, so eine Analyse von IDTEchEx, werden pro Jahr etwa drei Millionen gebrauchte Batteriepakete mit mehr als 100 GWh verfügbarer Speicherkapazität aus Elektrofahrzeugen kommen.

Batterien im Stromnetz verschleißen kaum
Damit dieses Potenzial nicht ungenutzt bleibt, haben einige Automobilkonzerne und Unternehmen aus dem Energiebereich bereits viele verschiedene Projekte zur Erprobung der neuen Technologie gestartet. Eines der ersten dieser Unternehmen war The Mobility House (TMH) aus München. Bei seinem Start im Jahr 2016 war der Batteriespeicher in Lünen der weltweit größte seiner Art. Über 20 Megawatt aus Fahrzeugbatterien verrichten in Lünen und an einem weiteren Standort (Elverlingsen) seitdem ihren Dienst als Leistungspuffer für das Stromnetz.
Was selbst die Experten von TMH verblüffte war die Tatsache, dass die Energiespeicher - gut 1000 Batteriesysteme aus Smart-Elektroautos des Projektpartners Daimler - dank des intelligenten Lade- und Energiemanagements kaum verschleißen, im Gegenteil: Den Second-Life-Akkus kann dank der schonenden Behandlung mehr Kapazität entnommen werden als zum Anlieferungszeitraum. Die nutzbare Kapazität wurde um etwa 0,3 Prozent verbessert.

Ein lebendes Ersatzteillager
Diese Erkenntnis ist wesentlich für ein weiteres Projekt, das The Mobility House gemeinsam mit Daimler am Standort in Elverlingsen umgesetzt hat. In einem Paradebeispiel der Energiewende steht der Batteriespeicher dort auf dem Gelände eines stillgelegten Kohlekraftwerks. Das acht Megawatt große System umfasst gut 2000 neue Batteriemodule der dritten Smart-Generation, als eine Art lebendes Ersatzteillager. Die Module sind für rund 600 Fahrzeuge ausreichend und können bei Bedarf jederzeit entnommen werden, um fehlerhafte Batterien in Smarts zu ersetzen. Für die spätere Leistungsfähigkeit des Akkus ist sein Einsatz in Elverlingsen sogar von Vorteil: Damit er für den Einbau in einem Fahrzeug einsatzfähig ist, muss er bis dahin regelmäßig und schonend be- und entladen werden. Was, wie das Projekt in Lünen gezeigt hat, nicht auf Kosten der Kapazität geht.

Als „top business model 2018“ vom Fachblatt pv magazine, sowie mit einem T3 Award ausgezeichnet wurde das Großspeicher-Projekt in der Johan Cruijff Arena in Amsterdam
, wo das Einsatzspektrum von Elektroauto-Akkus nochmals erweitert wird. Mit seinen Erfahrungen aus dem Projekt in Lünen setzte TMH in der 55.000 Zuschauer fassenden Sport- und Eventarena ein ebenso innovatives wie auch nachhaltiges Konzept für die Notstromversorgung um. Im Fall eines Stromausfalls kann das Drei-Megawatt-System die Arena mindestens eine Stunde lang mit Energie versorgen. Bislang war dies die Aufgabe von Dieselaggregaten. Doch im Gegensatz zu diesen kennt das Batterie-System keine Ruhephasen: Die Akkus, die in diesem Fall vom Autohersteller Nissan stammen, dienen in Zeiten geringer Belastung als Zwischenspeicher für die Solarenergie vom Stadiondach. Zudem erwirtschaften sie am Markt für Primärregelleistung Erlöse für den Betreiber und glätten kostspielige Stromspitzen, die während der Veranstaltungen auftreten. Basierend auf diesen Kosteneinsparungen und Erlösen wird sich das System in unter zehn Jahren amortisiert haben.

Doch damit nicht genug: Die Idee ist, das Energiesystem noch vor der Fußball-EM im Jahr 2020 um 200 Ladestationen für Elektroautos zu erweitern. Dabei sollen auch bidirektionale Ladepunkte geschaffen werden, bei denen dem Elektroauto-Akku auch Strom entnommen werden kann. Auf diese Weise lässt sich die Kapazität und somit die Effizienz des Gesamtsystems abermals steigern. 

Batteriespeicher in der Johan Cruijff ArenA
Außenansicht des Stationärspeichers in Lünen
Lithiumionenbatteriespeicher auf dem EUREF Campus in Berlin

Weitere Stationärspeicherprojekte in Arbeit
Das neuste Projekt von The Mobility House entsteht in Zusammenarbeit mit dem Automobilhersteller Audi auf dem EUREF Campus in Berlin. Ein Batteriespeichersystem aus 20 e-tron Batterien weist die Besonderheit auf, dass bereits gebrauchte Batterien aus Elektrofahrzeugen verwendet werden. Die am Projekt beteiligten Unternehmen nutzen den Speicher im EUREF Campus Umfeld als Reallabor. In verschiedensten Anwendungen sollen die Potentiale der Integration von E-Mobilität und Energiewirtschaft aufgezeigt werden.
Parallel wird schon länger an der Serienproduktion von Batteriespeichern aus gebrauchten Fahrzeugbatterien in Containern gearbeitet. Zusammen mit Renault und führenden Systemintegratoren sollen bis 2020 diverse Batteriecontainer realisiert werden. Die verfügbare Energie kann den Elektrizitätsbedarf von über 5.000 Haushalten decken. Einige Standorte in Deutschland und Frankreich sind schon definiert, weitere werden noch gesucht bzw. evaluiert. Dem Vorbild des Automobilherstellers Renault, der bereits seit 2012 Elektroautos in Europa verkauft und nach weiteren Erlösmöglichkeiten für in die Jahre gekommene Fahrzeugbatterien sucht, wird eine Vielzahl von Herstellern in den kommenden Jahren folgen.

Die Integration erneuerbarer Energien, deren Anteil bis 2025 zwischen 40 und 45% liegen soll, kann mit Hilfe solcher Projekte schneller, effizienter und kostengünstiger umgesetzt werden. Denn bei der vom Wetter abhängigen schwankenden Erzeugung von Wind- und Solar-Strom sind leistungsfähige Batteriespeicher der Schlüssel zur Stabilisierung der Stromnetze. In den nächsten zehn Jahren werden Elektroautos 5-10 mal alleine in Deutschland mehr Speicherkapazität auf den Markt bringen als alle Pumpspeicherkraftwerke zusammen.
Neben der Verbesserung der Gesamt-CO2-Bilanz von Fahrzeugbatterien werden Elektroautos auch wettbewerbsfähiger, wenn das Leben ihrer Batterien im Rahmen des Circular Economy Ansatzes verlängert wird und sich dadurch zusätzliche Einnahmen erzielen lassen. 2017 erzielten die ca. 2000 Elektroautobatterien aus den TMH Projekten im Schnitt einen Umsatz von 1.134 Euro.

Standort des Batteriespeichers

Johan Cruijff ArenA
(NL, mit Nissan/Eaton)

Elverlingsen
(DE, mit Daimler)

Lünen
(DE, mit Daimler)

EUREF Campus Berlin
(DE, mit Audi)

Diverse
(DE, FR, mit Renault)

 

Anzahl Fahrzeugbatterien1

 

148

 

1.336

 

1.024

 

20

 

2000

 

1st / 2nd
Life Batterien (in %)

 

58 / 42

 

60 / 40

 

10 / 90

 

0 / 100

 

offen

 

 MW / MWh
Installierte
Batterieleistung /-kapazität

 

3,0 / 2,8

 

17,1 / 18

 

12,0 / 13,0

 

1,25 / 1,9

 

70,0 / 60,0

1) Module teilweise umgerechnet in Fahrzeugbatteriegrößen; circa-Werte