Nachhaltigkeit: Second Life, Akku, Batterie, Elektromobilität, Recycling
Das soll mit alten Akkus von Elektroautos geschehen
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Bei Elektroautos ist die Lebensdauer des Akkupakets einer der Knackpunkte. Was passiert, wenn die teuerste Komponente des Fahrzeugs in die Jahre kommt? An diesen Recycling-Konzepten arbeiten die Hersteller!
Bild: Mercedes-Benz
Inhaltsverzeichnis
Fest steht: Das Leben der Fahrakkus von Elektroautos ist auch nach acht oder zehn Jahren nicht zu Ende. Die meisten Autohersteller geben bei ihren Akkupaketen eine Garantie von acht Jahren; manche sogar zehn Jahre oder eine Million Kilometer. Doch was passiert, wenn die Akkukapazität unter die 70-Prozent-Grenze gerutscht ist?
Was aktuell kaum ein Problem darstellt, wird ab Anfang des kommenden Jahrzehnts ganz anders aussehen – wenn Zehntausende von gebrauchten Batteriepaketen ihren alltäglichen Dienst im Elektrofahrzeug hinter sich haben. Für die meisten von ihnen wird es ein zweites Leben (Second Life) geben. Und dann?
Die meisten Hersteller gewähren acht Jahre Garantie auf eine Kapazität von mindestens 70 Prozent. Danach kann eine Batterie natürlich weiter genutzt werden.
Bild: BMW AG
Die in den Akkupaketen verbauten Materialien – und hier besonders die Rohstoffe in den Batteriezellen – sind einfach zu teuer, als dass sie nutzlos entsorgt würden. Vorteil: Viele der eingesetzten Komponenten lassen sich zu mehr als 90 Prozent wieder recyceln und somit ein zweites oder drittes Mal dem Wirtschaftskreislauf zuführen.
Volkswagen beispielsweise hat an seinem Standort in Salzgitter (Niedersachsen) eine Anlage für das Recycling von Hochvoltbatterien eröffnet. Hier sollen so wertvolle Rohstoffe wie Lithium, Nickel, Mangan und Kobalt in einem geschlossenen Kreislauf zurückgewonnen werden. Selbst für Aluminium, Kupfer oder Kunststoff soll die Wiederverwertungs-Quote mittelfristig bei über 90 Prozent liegen. Dabei werden hier nur Akkupakete recycelt, die nicht mehr einer sinnvollen Zweitverwertung zugeführt werden können.
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Alt-Akkus von Elektroautos sind viel zu wertvoll, um nach dem Ausbau einfach entsorgt zu werden. Sie enthalten viele teure Rohstoffe. Nur: Wie kommt man dran?
Bild: BMW AG
Im ersten Schritt ist die Salzgitter-Anlage darauf ausgelegt, bis zu 3600 Batteriesysteme im Jahr zu recyceln – das entspricht rund 1500 Tonnen Material. Später kann das System mit optimierten Verfahren auf größere Mengen skaliert werden. "Die Volkswagen Group Components realisiert damit einen weiteren Schritt ihrer nachhaltigen End-to-End-Verantwortung für die Batterie als Schlüsselkomponente der Elektromobilität", sagt Volkswagen-Vorstand Thomas Schmall.
Mit Blick auf die mittelfristig rücklaufenden Batteriesysteme aus Elektrofahrzeugen beginnt Mercedes mit dem Aufbau einer eigenen Batterierecyclingfabrik auf Basis der Hydrometallurgie in Deutschland. Analog dieser Technologie plant das Unternehmen, gemeinsam mit Hightech-Partnern für das Batterierecycling in China und den USA einen geschlossenen Wertstoffkreislauf darzustellen.
Mercedes-Produktionsvorstand Jörg Burzer: "Das nachhaltige Batterierecycling ist ein wesentlicher Faktor – und zwar weltweit. Mit unserer neuen Recyclingfabrik am Standort Kuppenheim steigern wir die Recyclingquote auf mehr als 96 Prozent und bauen unsere eigenen Kompetenzen im Bereich der Batteriewertschöpfung konsequent aus."
Second Life für ausgediente Energiespeicher von BMW und anderen Herstellern bedeutet oft eine stationäre Nutzung – zum Beispiel als elektrischer Zwischenspeicher.
Bild: BMW AG
Die Pilotanlage soll eine Jahreskapazität von 2500 Tonnen umfassen. Die zurückgewonnenen Materialien werden in den Wertstoffkreislauf zurückgeführt und fließen so in die Produktion von mehr als 50.000 Batteriemodulen für neue Mercedes-EQ Modelle ein.
Auch BMW will die teure Akkutechnik so lange wie möglich nutzen. Das chinesische Joint Venture BMW Brilliance Automotive hat einen geschlossenen Kreislauf zur Wiederverwendung der elementaren Akkurohstoffe Nickel, Lithium und Kobalt aus Hochvoltbatterien etabliert. Die Batterien stammen in einem ersten Schritt aus Entwicklungsfahrzeugen, Testanlagen und Produktionsausschuss. Langfristig sollen so auch die Komponenten von Altfahrzeugen verwertet werden.
Audi kooperiert mit einem Start-up in Indien. Es stattet traditionelle Dreirad-Taxis mit Elektromotoren aus, die Batterien stammen aus ausgedienten Audi-Fahrakkus.
Bild: Audi
BBA arbeitet dafür mit einem lokalen Recyclingunternehmen zusammen, das ausrangierte Batterien zerlegt und die Rohstoffe Nickel, Lithium und Kobalt aus den Batteriezellen zurückgewinnt. Die so gewonnenen Rohstoffe werden anschließend für die Produktion neuer Batteriezellen für die BMW Group verwendet. Jochen Goller, Leiter der BMW Group Region China: "In Zukunft wird die BMW Group das Recyclingkonzept in China weiter ausbauen, was nicht nur zum Umweltschutz beiträgt, sondern auch Chinas Übergang zu einer CO2-armen Wirtschaft effektiv unterstützt."
Bevor die Komponenten der Akkupakete recycelt werden, gibt es für die meisten Batteriemodule ein zweites Leben. Zum einen werden sie als Notstromspeicher genutzt, sind die Absicherung für Hightech-Rechenzentren oder Zwischenspeicher für Solaranlagen. Audi beispielsweise hat zusammen mit einem indischen Start-up die Zweitverwertung von Akkupaketen in indischen Tuk-Tuks ins Leben gerufen.
Wer schon in Indien war, der kennt die charakteristischen Dreiräder, die das Straßenbild der meisten Metropolen beherrschen. Bisher knattern die Tuk-Tuks mit Verbrennern durch Millionenstädte wie Mumbai, Delhi oder Chennai. Doch das soll sich nach Willen der Regierung bald ändern, denn der indische Subkontinent will in den kommenden Jahrzehnten sukzessive elektrisch werden.
Einen kleinen Beitrag will in dem Milliardenstaat das deutsch-indische Start-up Nunam leisten, indem es elektrische Rikschas auf Indiens Straßen bringt. Diese werden als Modellversuch von gebrauchten Batterien aus elektrischen Erprobungsfahrzeugen angetrieben.
"Die alten Batterien sind noch äußerst leistungsfähig", sagt Prodip Chatterjee, Mitbegründer von Nunam. Er fügt hinzu: "Wenn sie in den richtigen Anwendungen eingesetzt werden, können Second-Life-Batterien eine große Wirkung haben und Menschen in herausfordernden Lebenssituationen helfen, ein Einkommen und ökonomische Unabhängigkeit zu erzielen – auf eine nachhaltige Art und Weise." Die bisher bereits elektrisch betriebenen Dreiräder sind zumeist mit Blei-Säure-Batterien unterwegs, die eine kurze Lebensdauer haben.
Jaguar Land Rover hat zusammen mit dem Energieunternehmen Pramac einen Energiespeicher entwickelt, der die Batteriepakete im vermeintlichen Rentenalter stationär zur Stromversorgung nutzt. In einem ersten Schritt der Zusammenarbeit nutzt das mobil einsetzbare Speichersystem ESS Lithium-Ionen-Zellen aus bisherigen Prototypen und Vorserienmodellen des Jaguar I-Pace.
Damit soll Energie geliefert werden, wo der Zugang zum öffentlichen Stromnetz nur eingeschränkt oder gar nicht vorhanden ist. Das stationäre Speichersystem verfügt derzeit über eine Kapazität von bis zu 125 kWh – mehr als ausreichend, um ein Elektroauto wie den Jaguar I-Pace aufzuladen oder ein Einfamilienhaus eine Woche lang mit Strom zu versorgen.
Andrew Whitworth, Batteriemanager bei JLR: "Wir freuen uns, mit Pramac zusammenzuarbeiten, um Second-Life-Batterien des Jaguar I-Pace für die mobile Lieferung emissionsfreien Stroms zu nutzen." Ein Offgrid-Batterie-ESS wird künftig auch im Jaguar Land Rover Experience Center in Johannesburg, Südafrika zum Einsatz kommen, um die in Phasen schwankende Stromversorgung aus dem öffentlichen Netz zu unterstützen.
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