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Recycling & Second Life von Antriebsbatterien aus Elektrofahrzeugen

Batterieelektrische Busse werden immer häufiger eingesetzt. Dadurch rückt auch die Frage in den Fokus, wie mit Batterien nach ihrem Lebenszyklus im Fahrzeug umgegangen wird. Zunehmend wird diese Fragestellung von Kommunen – im Sinne der Nachhaltigkeit – bereits bei der Beschaffung von Bussen thematisiert.

Batterien haben beim Einsatz im Fahrzeug eine Lebensdauer von mehreren Jahren. Im Anschluss daran werden die Batterien recycelt. Oder sie kommen in einem Bereich mit geringeren Anforderungen an die Batterien erneut zum Einsatz. Sogenannte Second Life Anwendungen sind häufig stationär wie zum Beispiel Energiespeicher in Einfamilienhäusern.

Der energetische im Nutzen der Zweitverwertung liegt auf der Hand. Allerdings werden der Wirtschaft somit wertvolle Rohstoffe länger vorenthalten. Infolge kann es zu temporären Preisanstiegen bei wichtigen Rohstoffen für Batterien wie Kobalt, Nickel und Lithium kommen.


Second-Life

Wenn Antriebsbatterien aus Fahrzeugen zweitverwertet werden, liegt ihre Restkapazität bei ca. 70-80 %. Das ist ausreichend für verschiedene stationäre Anwendungsszenarien. Auf diese Weise werden die Batterien für weitere Jahre genutzt, bevor sie recycelt werden.

Mögliche Einsatzfelder der stationären Anwendungen liegen in der Industrie, im Bereich der erneuerbaren Energien und Stromanbieter, aber auch in Haushalten oder Off-Grid-Systemen:

  • Flexibles Lastmanagement
  • Abfederung von Stromschwankungen bzw. Bedarfsspitzen
  • Anlagenoptimierung
  • Energiearbitrage
  • Notstrom
  • Aufbau von Mikronetzen

Auch in der Elektromobilität können die Batterien erneut zum Einsatz kommen: für mobile (Schnell-) Ladestationen, z. B. anlassbezogen für Veranstaltungen. Ihr Vorteil: Für ihren Einsatz ist kein Ausbau des Netzanschlusses notwendig, da sie auch mit geringer Leistung geladen werden können.

Eine weitere Einsatzmöglichkeit liegt im Bereich des sogenannten „Vehicle to Grid“ (V2G) oder „Vehicle to Home“ (V2H). Dabei werden die Batterien als flexibler Speicher genutzt, um bei Bedarf Energie ins Stromnetz (Grid) bzw. ins eigene Haus (Home) zurückzuspeisen. Die Speicher ermöglichen eine flexible Ladesteuerung bzw. ein Lastmanagement und damit den intelligenten Einsatz von erneuerbaren Energien.

Die idealtypische Integration von Energiespeichern in Netze, Ladeinfrastruktur, und Mobilitätssystem erläutert die Animation „Integriertes Energiesystem“.

Audi hat 2019 auf dem EUREF-Campus in Berlin einen stationären Energiespeicher (1,9MWh Kapazität in Betrieb genommen). Dort kommen gebrauchte Lithium-Ionen-Batterien aus Entwicklungsfahrzeugen zum Einsatz. Erprobt werden verschiedene Interaktionsszenarien zwischen E-Autos und Energienetz.



Recycling

Der Recycling-Prozess steht am Ende des Lebenszyklus einer Batterie – entweder nach ihrem First-Life oder idealerweise nach ihrem Second-Life. Batterien von Elektrofahrzeugen gelten laut dem Batteriegesetz als Industriebatterien und die jeweiligen Hersteller sind verpflichtet, diese nach ihrem Lebenszyklus wieder zurückzunehmen.

Ziel des Recyclings ist die umweltgerechte Entsorgung von Batterien, insbesondere von gesundheitsgefährdenden Bestandteilen, sowie die Wiederverwertung der verwendeten Rohstoffe. Die Höhe der Recyclingraten werden gesetzlich durch Sammel- und Recyclingquoten reguliert.

Durch verbesserte Recyclingverfahren ist zu erwarten, dass die stoffliche Recycling-Effizienz in den nächsten Jahren weiter steigen wird, das heißt künftig wird ein höherer Anteil von Stoffen zurückgewonnen. Auf diese Weise kann der Bedarf an neuen Rohstoffen für die Batterieproduktion reduziert werden.

Grundlage für das Recycling sind die europäische Batterierichtlinie 2006/66/EG sowie das Batteriegesetzes (BattG), das die europäische Richtlinie in nationales Recht umsetzt. Für beide Gesetze wird eine Überarbeitung im Jahr 2020 / 2021 erwartet.

Quellen zum Thema Recycling und Second Life:


Das NOW Factsheet „Elektromobilität und Recycling“


Umweltbundesamt: Batterierecycling in Deutschland "Fahrzeug- und Industriebatterien"


Umweltbundesamt: Batterieaufkommen in Deutschland, Sammelquoten und Recyclingeffizienzen