Ausrangierte Elektrobatterien des BMW 3i fungieren in Hamburg als Netzspeicher. (c) BMW, GregorGlanz AIT
Trotz des Endes ihres Mobilitätslebenszyklus weisen E-Autobatterien meist noch rund 80 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität auf. Dies bietet Potenzial für eine „zweite Karriere“ als stationäre Energiespeicher, etwa zur Pufferung von Solar- oder Windstrom – eine vielversprechende Möglichkeit, die Energiewende zu unterstützen und zugleich wertvolle Rohstoffe effizienter zu nutzen.
Nach etwa acht bis 15 Jahren Einsatz in Fahrzeugen gelten Batterien als „verbraucht“ für den Straßenverkehr. Dabei spielt eine Rolle, dass die Anforderungen im Autoeinsatz sehr hoch sind: Hohe Leistung und Widerstandsfähigkeit gegen Witterungseinflüsse wie extreme Hitze oder Kälte sind entscheidend, um den Verkehr aufrechtzuerhalten. Doch für den stationären Einsatz gelten andere Regeln. „Mit einem Kapazitätsverlust von 20 Prozent können E-Autobatterien noch immer als exzellente Speicher für Strom aus erneuerbaren Energien fungieren“, erklärt Gregor Glanz, Batterieforscher am Austrian Institute of Technology (AIT).
E-Autobatterien und ihr Second Life
Am AIT wird im Rahmen des EU-geförderten Projekts „Battery2Life“ erforscht, wie sich gebrauchte Elektroautobatterien vor allem als Heimspeicher einsetzen und deren Lebenszyklen verlängern lassen. Eine andere Nutzungsmöglichkeit ist die der modulartig ausbaubaren Netzspeicher. So können in großen Speicheranlagen Module aus E-Autobatterien zu massiven Energiespeichern zusammengeschlossen werden und Schwankungen im Stromnetz abpuffern. Diese Netzspeicher unterstützen die Stabilität, indem sie Überschüsse von Solar- und Windstrom speichern und bei Bedarf wieder ins Netz einspeisen. Dabei spielen sie eine wichtige Rolle bei der Abdeckung von Lastspitzen und können auch als Reserve im Falle eines Blackouts dienen.
Einzelne Module aus E-Autobatterien eignen sich hingegen gut als Heimspeicher. Diese Speicher sind in der Lage, den täglichen Strombedarf eines Haushalts zu decken und ermöglichen es, Solarstrom vom eigenen Dach rund um die Uhr verfügbar zu machen. Eine ausrangierte Batterie eines Elektroautos könnte dabei für fünf bis zehn handelsübliche Heimspeicher genutzt werden und somit eine kostengünstige Alternative zu neuen Batteriespeichern darstellen.
Technische Anpassungen und Herausforderungen
E-Autobatterien sind im stationären Einsatz weniger strapaziert als im mobilen, wodurch der Kapazitätsverlust von rund 20 Prozent unproblematisch ist. Eine Batteriebank wird dabei einfach größer dimensioniert, um den Leistungseinbußen entgegenzuwirken. Der limitierende Faktor ist eher die verbleibende Lebensdauer der Batterien, die durch spezielle Managementsysteme optimiert wird.
„Ein feinmaschiges Batteriemanagementsystem (BMS) kann die Lebensdauer einer gebrauchten Batterie beträchtlich verlängern, indem es verhindert, dass die Speicher vollständig entladen werden,“ so Glanz. Um nur die leistungsstärksten Module in stationäre Energiespeicher zu integrieren, arbeiten Forscher im Projekt „Battery2Life“ an Methoden, schwache Batteriezellen frühzeitig zu erkennen. Der „Gesundheitszustand“ wird durch Ladezyklen, Spannung und Temperaturverhalten bewertet, die über das BMS überwacht werden. Langfristig könnten Drucksensoren und Dehnungs-Messstreifen präzisere Aussagen über den Batteriezustand ermöglichen.