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Batterie-Recycling Zweites Leben für Akkus aus Elektroautos

Machen Batterien aus E-Mobilen schlapp, sind sie zu schade zum Wegwerfen. Stattdessen helfen sie, die Energiewende zu retten.

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Recycling alter Akkus von Elektroautos mobilen Ladestationen für Elektroautos. Quelle: Marcel Stahn

Mobi sieht aus wie ein Eiswagen. Klein, weiß, kantig. Tatsächlich liefert er keine süßen Erfrischungen, sondern Energie satt: Er ist eine Ladestation auf Rädern für Elektroautos, entwickelt vom US-Start-up FreeWire. Der Kunde ordert den Mobi per App, ein Mitarbeiter rollt ihn heran und lädt dessen Wagen wo immer erforderlich, etwa auf dem Parkplatz vor dem Einkaufcenter oder Büro. Das Besondere: Mobi steckt voller gebrauchter Batterien aus Elektroautos. Was eine clevere Idee ist.

Denn die Speicher verlieren im Alltag laufend an Kapazität, damit schrumpft die eh schon knappe Reichweite – in drei Jahren um ein Sechstel, wie der österreichische Automobilclub ÖAMTC ermittelt hat. Doch schwächelnde Lithium-Ionen-Akkus im Rahmen des Leasingvertrages oder der Garantie zu tauschen und dann zu verschrotten ist Verschwendung. Auch weil sich noch immer nicht alle verbauten Materialien wiederaufbereiten lassen, vor allem nicht energieneutral. Dann doch lieber die verbleibende Speicherkraft für ein zweites Leben nutzen.

Mit welchen Hindernissen Elektroautos kämpfen

Daher haben wie FreeWire auch Recycler und Autohersteller Lösungen entwickelt, um die Altakkus weiterzuverwenden, etwa als Zwischenspeicher für überschüssigen Sonnen- und Windstrom in Eigenheimen, Firmengebäuden oder speziellen Großanlagen. Das ist weitsichtig, denn die Zahl der E-Autos wächst in Deutschland – von 2300 im Jahr 2011 auf heute 20.000. Weltweit sind es mittlerweile 740.000. Nicht zu vergessen: Europaweit kaufen Radler jährlich geschätzt eine Million Elektrofahrräder. Auch deren Akkus wollen irgendwann weiter genutzt werden.

Eines der pfiffigsten Konzepte ist sicher der mobile Stromspender Mobi. Mit seinen 48 Kilowattstunden Kapazität kann er etwa acht Autos am Tag teilladen und soll fünf jahrelang halten. Da FreeWire die Altakkus günstig bekommt, sollte sich das Geschäft schnell lohnen. Derzeit zahlt das Start-up nach eigenen Angaben für Batterien von Nissans Leaf-Modellen rund ein Sechstel des Neupreises, etwa 95 Euro pro Kilowattstunde. Solch mobile Speicher können auch den Mangel an festen Ladestationen für E-Mobile in vielen Ländern ausgleichen. Marketingchef Jawann Swislow will nicht weniger, als mit dem Mobi „die Abhängigkeit der USA vom Öl beenden“ helfen.

Gebraucht-Speicher-Batterie

Für den stationären Einsatz im Eigenheim hat wiederum die deutsche ReeVolt aus Schwerin einen Speicher entwickelt – und zwar mit Altakkus aus Elektrorädern. 16 von ihnen halten zusammen immerhin fünf Kilowattstunden vor, ein sparsamer Haushalt kommt damit einen Tag lang aus. Das System speichert etwa gerade nicht genutzten Solarstrom vom Dach für die Nacht.

Dieselbe Idee, aber gleich drei Nummern größer, verfolgt Daimler mit Akkus aus dem Elektro-Smart. Gemeinsam mit Partnern baut der Konzern im westfälischen Lünen den größten Gebraucht-Batterie-Speicher der Welt. Mit seinen 13 Megawattstunden Kapazität soll er ab Anfang 2016 Leistungsschwankungen im Energienetz ausgleichen. Die treten immer häufiger auf, weil sich die Produktion von Wind- und Sonnenstrom nur schwer planen lässt. Daher bezahlen die Netzbetreiber gutes Geld für Regelenergie, mit der sie die Stromversorgung stabilisieren.

Wo die Batterien für den Leaf entstehen
Alles beginnt mit der Mutterrolle. Die Materialien werden von Nissan in Japan hergestellt und dann in die drei internationalen Batteriewerke des Autobauers geliefert – um dort erst zu Batteriezellen und später zu kompletten Batterieeinheiten weiterverarbeitet zu werden. Auf dieser Mutterrolle sind rund zwei Kilometer Elektrodenmaterial aufgewickelt. Das reicht für sieben Elektroautos. Quelle: Nissan
Vor der Verarbeitung werden die Rollen für Anoden und Kathoden genau kontrolliert und später in etwa Rechtecke von der Größe eines Din-A5-Hefts geschnitten. Bis es soweit ist, muss sich das Material aber erst „aklimatisieren“. Bevor es in die Zellenfertigung – einen rund 8.000 Quadratmeter großen Reinraum – darf, müssen die Rollen auf Zimmertemperatur kommen und in der trockenen Luft jegliche Feuchtigkeit abgeben. Diese würde genauso wie Staub den chemischen Prozess in der Batterie verschlechtern. Quelle: Nissan
Die Zellenfertigung selbst ähnelt eher einem Labor als einer Autofabrik. Im Dezember 2014 hat Nissan erstmals eine Journalistengruppe in die hermetisch abgeriegelte Halle gelassen. Aber nur in Kleingruppen: Zu viele Menschen auf einmal in dem Reinraum würden die Produktion beeinflussen. Bei jedem Atemzug verlieren wir etwas Flüssigkeit, die genauso wie die Körperwärme das Klima im Raum verändert. Bei einer Besuchergruppe von zehn Menschen kommt die Klimaanlage des Reinraums an ihre Grenzen. Quelle: Nissan
Das ist auch einer der Gründe, warum die meisten Prozesse in der Zellproduktion von Maschinen erledigt wird. Die Mitarbeiter im Reinraum warten und befüllen die Maschinen – und kontrollieren in jedem Schritt die Qualität. Fehlerhafte Zellen werden sofort in der Fabrik analysiert, um einen möglichen Fehler in der Produktion so gering wie möglich zu halten. In dieser Maschine werden die Materialrollen in passende Stücke geschnitten und in fünf Lagen miteinander zu einer Zelle verbunden: Außen jeweils eine schützende Folie, innen dann die Anoden- und Kathodenschicht, die wiederum von einem sogenannten Separator getrennt werden. Quelle: Nissan
Diese Zellen aus den fünf Schichten kommen nun zum kritischsten Arbeitsschritt: dem Befüllen mit der Elektrolytflüssigkeit. Ohne diese würde in der Zelle kein Strom fließen. Der Schritt wird in einem weiteren, noch stärker kontrollierten Raum durchgeführt. Diesen dürfen nie mehr als fünf Arbeiter gleichzeitig betreten – und auch nur mit Atemmaske, um keine Feuchtigkeit in den Raum zu bringen. Gelänge in diesem Schritt Feutchtigkeit oder Staub in die Zelle, würde sie nicht funktionieren. Quelle: Nissan
Ist die Zelle befüllt, dicht verschlossen und durch das sogenannte Altern der chemische Prozess in Gang gesetzt, sind die kritischsten Punkte der Produktion überstanden. Im nächsten Schritt werden nach einer weiteren Qualitätskontrolle jeweils vier Zellen in einem Metallgehäuse zu einem Modul verbunden. Quelle: Nissan
Die Module werden nach einer weiteren Kontrolle auf zwei Produktionsstraßen aufgeteilt: Die eine bereitet die Module für den Export nach Barcelona vor, wo sie zu einem Batteriepack zusammengebaut werden und später den Strom im Lieferwagen eNV200 speichern. Der Großteil der Module wird aber in Sunderland selbst zu Batterien verbaut, die dann in einem Nissan Leaf landen. Quelle: Nissan

Auch andere Autohersteller arbeiten an Vergleichbarem: Nissan will etwa alte Batterien als Speicher für Firmengebäude einsetzen. Mitsubishi startet ein ähnliches Projekt in Paris, BMW hat gemeinsam mit Vattenfall und Bosch zwei Batteriespeicher in der Hamburger Hafencity aufgestellt.

Mobilität



Die Ideen erschienen auf den ersten Blick „natürlich attraktiv“, sagt Dirk Uwe Sauer, Professor für Elektrochemische Energiewandlung und Speichersystemtechnik an der RWTH Aachen. Doch Altbatterien ließen sich nicht überall einsetzen. Wie lange ein Akku noch durchhalte, sei schwer vorherzusagen – ein Glücksspiel für Käufer. Auch wisse niemand, wie sicher die Altspeicher seien. Doch genau das wollen die Anbieter in ihren Projekten herausfinden.

Immerhin haben Forscher vom US-National Renewable Energy Laboratory ermittelt, dass Akkus nach ihrem Ausbau aus Leasingautos noch zehn Jahre funktionieren können. Vielleicht ist es dann sogar zu früh, sie anderweitig einzusetzen – stattdessen könnten sie weiter in Fahrzeugen werkeln. Etwa in Autos, deren Besitzer „eine Ersatzbatterie brauchen, aber nicht mehr in eine neue investieren möchten“, schlägt Sauer vor. Die Idee: Wer nur 30 Kilometer am Tag fährt, ist mit einem preiswerten Akkus, der noch 60 Kilometer schafft, gut bedient.

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