Original-URL des Artikels: https://www.golem.de/news/elektromobilitaet-wohin-mit-den-vielen-akkus-1906-141595.html    Veröffentlicht: 05.06.2019 09:17    Kurz-URL: https://glm.io/141595

Elektromobilität

Wohin mit den vielen Akkus?

Akkus sind die wichtigste Komponente von Elektroautos. Doch auch, wenn sie für die Autos nicht mehr geeignet sind, sind sie kein Fall für den Schredder. Hersteller wie Audi testen Möglichkeiten, sie weiterzuverwenden.

In einigen Jahren werden massenhaft gebrauchte Akkus aus Elektroautos ausgemustert. Die Energiespeicher verfügen noch über ausreichend Kapazität, die ihnen ein zweites Leben ermöglicht. Ob dieses in Großspeichern oder in privaten Haushalten verbracht wird, testen die Autohersteller derzeit. Die Berührung mit dem Energiemarkt ist Neuland, die Akteure müssen ihre Rollen noch finden.

Allein der Volkswagen-Konzern plant, in den kommenden zehn Jahren 22 Millionen Elektroautos zu produzieren. Nach acht bis zehn Jahren auf der Straße werden die meisten Akkus ausgewechselt. Ihre Speicherkapazität liegt dann immer noch zwischen 70 und 85 Prozent der ursprünglichen Kapazität - genug für eine Weiterverwendung in einem stationären Energiespeicher.

Die schätzungsweise 20 Akkus aus Audis E-Tron auf dem Berliner Euref-Campus dürften noch fast ihre volle Kapazität haben. Die Marke aus dem VW-Konzern fährt die Auslieferung des elektrischen SUV erst langsam hoch. Was in Berlin in den Metallregalen liegt, stammt aus den Entwicklungsfahrzeugen. Insgesamt verfügt der Energiespeicher über eine Kapazität von 1,9 Megawattstunden (MWh). Audi versteht die Installation als Reallabor. Gemeinsam mit Partnern testet man das Zusammenwachsen von Energiemarkt und Mobilität.

Speicher gleicht Schwankungen im Stromnetz aus

Mit der gespeicherten Energie könnte man den 5,5 Hektar großen Büro- und Wissenschaftscampus im Stadtteil Schöneberg zwei Stunden lang autark mit Strom versorgen. Die Anlage ist zudem mit einer Leistung von einem Megawatt an das Berliner Mittelspannungsnetz angeschlossen. So kann der Audi-Speicher Schwankungen im Stromnetz ausgleichen. Liefern Windparks in Brandenburg und Mecklenburg-Vorpommern Überschüsse, nehmen die Akkus Energie auf und geben sie später ans Netz ab. Derartige Speicher könnten auch Schnellladestationen in Innenstädten unterstützen. Gleichstrom-Ladeleistungen jenseits der 100 Kilowatt sind eine Herausforderung für das örtliche Stromnetz.

Das Partnerunternehmen The Mobility House nutzt den Berliner Speicher auch im Primärregelmarkt. Dabei werden Energiemengen per Versteigerung an Übertragungsnetzbetreiber verkauft. Diese müssen das Stromnetz bei einer Frequenz von 50 Hertz stabil halten. Weicht die Frequenz ab, müssen sie innerhalb von 30 Sekunden für Ausgleich sorgen. Bei Überschüssen oder fehlender Energie greifen Netzbetreiber auf den Audi-Speicher zurück. Langfristig könnte Elektromobilität für mehr Stabilität im Strommarkt sorgen. Das gilt vor allem für den steigenden Stromanteil aus Wind- und Sonnenenergie. Deren Stromproduktion ist wetterabhängig und somit nur bedingt kalkulierbar.

Speicherfarmen mit neuen und gebrauchten Akkus

Audi ist nicht der erste Autohersteller mit einem derartigen Speicher. Daimler betreibt bereits drei Energiespeicher. Der größte mit 13 MWh Kapazität steht im westfälischen Lünen. Zusammen mit The Mobility House und weiteren Partnern wurden hier 1.000 Akkus aus dem Smart-Electric-Drive-Programm installiert. Hier kombiniert man gebrauchte und neue Akkus. Ersatzakkus dürfen nicht ungenutzt im Regel liegen. Das schädigt die Zellchemie. Also werden sie in gleichmäßigen Ladezyklen be- und entladen.

Genau das macht auch BMW mit seinem Energiespeicher im Werk Leipzig. Hier produzieren vier Windräder Energie, die in einer Speicherfarm mit 15 MWh Kapazität aufgefangen wird. Der Autohersteller nutzt den Strom sowohl für seine Produktion als auch für eine Stabilisierung des öffentlichen Stromnetzes. Das Gebäude bietet Platz für bis zu 700 Akkus aus dem BMW i3. "Wir hatten mit einem schnelleren Rücklauf gerechnet. Die Batterien in den Autos halten länger als erwartet", sagt Kerstin Meerwaldt von BMW Energy Services. Derzeit sind 300 Akkus gebraucht und 400 fabrikneu.

Der bayrische Autohersteller testet in verschiedenen Bereichen die sogenannte Sektorkopplung, also die Verknüpfung von Mobilität und Energie. Gemeinsam mit der Viessmann Group betreibt BMW das Unternehmen Digital Energy Solutions. Hier entwickelt man für die Immobilien- und Hotelbranche, Autohäuser sowie Flottenmanager neue Lade- und Speicherlösungen.

Ein Cappuccino für mehr Flexibilität

Einen innovativen Feldversuch unternimmt BMW derzeit mit Charge Forward in Kalifornien. Teilnehmen können Fahrer eines BMW i3 oder von Hybridmodellen. Stromunterbrechungen sind in dem US-Bundesstaat nichts Ungewöhnliches. BMW erhält vom Netzbetreiber Pacific Gas & Electric ein Signal, wenn die Nachfrage überhandnimmt. Das Signal wird an teilnehmende Fahrzeuge weitergeleitet. Hat der Nutzer zugestimmt, unterbricht das Elektroauto für einige Minuten seinen Ladevorgang. Für diese Flexibilität werden die Teilnehmer entlohnt. "Pro Tag ist das umgerechnet ein großer Cappuccino", sagt Joachim Kolling von BMW Energy Services im Gespräch mit Golem.de.

In der App legen Teilnehmer fest, wann sie das Fahrzeug wieder mit vollem Akku bewegen möchten. Sie können der Stromunterbrechung aber auch widersprechen. "Wir betreiben in Mountain View einen Batteriespeicher. Nehmen nicht genug Fahrer teil, liefern wir aus dem Speicher Energie an Pacific Gas & Electric, um das Netz stabil zu halten", sagt Kolling. Interessant ist, dass die Lösung nicht an eine bestimmte Ladeinfrastruktur gebunden ist. Somit funktioniert Charge Forward an sämtlichen Ladeanschlüssen. Die Fahrzeugelektronik erhält den Steuerbefehl zur Unterbrechung.

Teure stationäre Heimspeicher

Den Markt für stationäre Speicher mit Akkus aus Elektroautos hat der kalifornische Hersteller Tesla mit seinen Powerwalls und Powerpacks eröffnet. Allerdings sank die installierte Speicherleistung im ersten Quartal 2019 um 39 Prozent im Vergleich zum Vorjahr. Das Hochfahren der Model 3-Produktion dürfte der Grund sein. Tesla benötigt die Akkus vordringlich für das neue Elektroauto. Mit knapp 7.400 Euro für 13,5 KWh Kapazität ist eine Powerwall auch keine günstige Anschaffung. Für zusätzliche Hardware kommen knapp 2.000 Euro und für die Installation zwischen 1.000 und 3.000 Euro hinzu.

Ein stationärer Energiespeicher mit identischer Speicherkapazität von Sonnen kostet sogar fast 15.000 Euro. Die Kombination aus Photovoltaikzellen und Energiespeicher rechnet sich nur jenseits einer zehnjährigen Nutzung. Bei steigenden Energiepreisen könnte sich der Zeitraum etwas verkürzen. Vermutlich geben die Preise für die Energiespeicher etwas nach, sobald gebrauchte Akkus in großer Stückzahl auf den Markt kommen. Renault verkauft die Akkus aus dem Zoe und anderen Fahrzeugen an das britische Unternehmen Powervault. Dieses hat bereits die dritte Generation seines Energiespeichers im Angebot. Der Powervault 3 Eco wird mit Kapazitäten zwischen 3,9 und 7,9 Kilowatt angeboten.

Sonnen gehört zu den Großen auf dem Energiespeichermarkt. Das Unternehmen aus dem bayrischen Wildpoldsried hat sich mit Lithium-Eisenphosphat für eine eigene Zellchemie entschieden. Somit kommen keine gebrauchten Autoakkus in Frage. Sonnen schaltet die Speicher seiner Kunden über ein Rechenzentrum zu einem virtuellen Kraftwerk zusammen. Die Mitglieder gleichen Angebot und Nachfrage gegenseitig aus. Eine Idee, die auch etablierte Unternehmen des Energiemarktes begeistert. Shell hat Sonnen übernommen und in seinen Bereich Shell New Energies integriert.

Zurückhaltende deutsche Autohersteller

Der Markt für stationäre Speicher wächst.Während Akkus in Autos sämtlichen klimatischen Bedingungen ausgesetzt sind, in kürzester Zeit hohe Leistungen abgeben müssen und durch häufige Schnellladevorgänge belastet werden, können Heimspeicher auf gleichmäßige Lade- und Entladevorgänge bei gleichbleibenden Temperaturen ausgerichtet werden. Somit sind stationäre Speicher einfacher und vor allen auch kostengünstiger herzustellen. Dennoch hat Daimler im vergangenen Jahr die Produktion beendet. Ursprünglich sollten im sächsischen Kamenz Akkus für Autos und stationäre Speicher vom Band laufen.

Auch BMW sieht vom Verkauf an Privatkunden ab. Die Quantifizierung möglicher Ladezyklen, Gewährleistung der Speicherkapazität sowie anstehende Wartungsarbeiten an stationären Speichern möchte der Autohersteller Dritten überlassen. Ein ähnliches Bild zeichnet Audis Vorstand für technische Entwicklung, Hans-Joachim Rothenpieler, im Gespräch mit Golem.de. Audi werde bestimmt Heimspeicher mit Audi-Branding anbieten, doch die Umsetzung liege sehr wahrscheinlich in Händen von Partnerunternehmen.

Wenn jedes zehnte Auto in Deutschland elektrisch führe, wäre eine Akku-Kapazität von knapp 200 Gigawattstunden unterwegs, schätzt Audi. Eigentlich müsste man diese rollenden Speicher für die Energiewende nutzen. Schließlich steht ein Auto die meiste Zeit des Tages. Doch dazu muss Strom aus Ladeanschlüssen in beide Richtungen fließen. Erste Versuche dieser so genannten Vehicle-to-Grid-Technolgie gibt es bereits - allerdings mit japanischen Elektroautos.

 (dku)


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