Stromspeicher: Zweites Leben für gebrauchte Akkus von Elektromobilen

Was tun mit Akkus von Elektromobilen, die in die Jahre gekommen sind? Statt sie zu schreddern und die Bestandteile zu rezyklieren, könnte man die Akkus intakt lassen und in einem Solarstrom-Speicherschrank weiter nutzen. Ein Pilotprojekt der Schweizerischen Post mit Beteiligung der Empa versucht genau das.

Quelle: Kyburz Switzerland AG

Das erste Leben: In solchen Elektrodreirädern vom Typ Kyburz DXP liefern die Akkus die Antriebsenergie.

Quelle: Ökozentrum

Das zweite Leben: In einem solchen Speicherschrank werden die gebrauchten Post-Akkus eingebaut. Die Gesamtkapazität liegt bei sieben bis zehn kWh.

Seit Januar 2017 sind Schweizer Postboten nur noch mit Elektro-Dreirädern vom Typ Kyburz DXP unterwegs; sämtliche benzinbetriebene Roller wurden ausgemustert. Die ersten Kyburz-Dreiräder wurden 2010 angeschafft; inzwischen hat die Post insgesamt 6300 Elektroroller im Einsatz. Doch nach acht Jahren hartem Pöstler-Alltag ist die Kapazität der Antriebsakkus auf 70 bis 95 Prozent abgefallen. Für den Zustellereinsatz sind sie nicht mehr leistungsfähig genug. In den nächsten Jahren, das steht fest, werden daher tausende gebrauchter Akkus anfallen. Was tun also? Muss man die Stromspeicher schreddern? Oder gibt es eine vernünftigere Idee zur Weiterverwendung?

Ein Pilotprojekt, initiiert vom Ökozentrum in Langenbruck und gefördert vom Bundesamt für Energie (BFE), nimmt sich dieser gebrauchten Akkus nun an. «Second Life» heisst das Projekt passenderweise. Die Akkus, so ist die Idee, sollen in einem Speicherschrank weiterarbeiten und Solarstrom stationär speichern. So liesse sich tagsüber Strom vom Dach ernten, der abends und nachts zur Verfügung steht. Das Problem: Die Anlage muss kostengünstig sein und wartungsfrei und zuverlässig mehrere Jahre laufen – trotz der darin tätigen «Senioren», deren Restlebenszeit und Leistungsfähigkeit man nicht genau einschätzen kann.

«Kostengünstig, das geht nur, wenn man die Akkus nicht vorsortieren muss», sagt Marcel Held, Batterieexperte vom Zentrum für Zuverlässigkeitstechnik der Empa. «Wir brauchen also ein Batteriemanagement, das jeden der gebrauchten Akkus einzeln überwacht – und eine Speichertechnik, die auch dann noch funktioniert, wenn 30 Prozent der Zellen ausgefallen sind.» Held betreut das Pilotprojekt wissenschaftlich. Er hat die Restkapazität von rund 150 Akkus, die für den Pilotversuch ausgewählt wurden, ermittelt. Zwölf Stück hat er zu Testzwecken an der Empa behalten – vier gute, vier mittlere und vier schlechte. Sie werden in den nächsten Monaten einer Reihe von Lade- und Entladezyklen ausgesetzt, die zwei bis drei Jahren realer Betriebszeit entsprechen. Held will sehen, wieviel Kapazität übrigbleibt, auf welche Weise man die Akkus schonend einsetzen kann – und wie eine Akkuzelle reagiert, wenn sie ihr Leben aushaucht. «Wir werden die Akkus überwachen, ohne sie zu zerlegen», sagt Held. «Dazu nutzen wir unter anderem Impedanzspektroskopie und schauen uns die innere Struktur der Zellen mit Hilfe von Röntgentomographie an.»

Anfang 2017 ist der Versuch angelaufen. Vier Prototypen-Schränke mit gebrauchten Kyburz-Akkus gibt es bereits. Der Pilotspeicher ist in der Umwelt Arena Schweiz in Spreitenbach im Einsatz und kann im Rahmen der Führung «Blick hinter die Kulissen» auch besichtigt werden. Drei weitere sind in einem Postamt in Neuenburg in Betrieb. Das Batteriemanagementsystem für die alten Akkus entwickelte das Ökozentrum Langenbruck; die Firmen Batteriewerk AG und Helion Solar trugen sind für Produktion und Vertrieb der Speicherschränke zuständig, falls der Pilotversuch erfolgreich verläuft.

Das Risiko liegt vor allem beim Preis. «Wir sind nicht allein auf dem Markt», erläutert Michael Sattler, der am Ökozentrum das Projekt leitet. «Es gibt mehr als 50 Anbieter für stationäre Stromspeicher. Sie alle arbeiten mit neuen Akkus – und deren Preise sinken dramatisch.» Der «Second Life»-Schrank, das ist bereits heute klar, wird nicht wesentlich preisgünstiger als ein Speicher mit neuen Batterien sein. «Wenn wir erfolgreich sind, sind wir am Ende am Markt konkurrenzfähig», sagt Sattler. «Aber im Sinne der Ökobilanz hätte unser Speicher zweifellos die Nase vorn.» (Rainer Klose)

Der Artikel ist bereits im Magazin «Empa Quarterly» vom Juli 2017 erschienen.