Eaton und Nissan arbeiten kooperativ an Lösungen mit Second-Life-Batteriespeichern für die Industrie. (Bild: Eaton)
Das beschriebene Problem kennt jeder der ein Smartphone, eine Digitalkamera oder ein anderes Gerät mit Akku besitzt. In der Automobilbranche wurde das lange als Nachteil angesehen, weil es den Verkaufswert der Elektroautos mindert. Ein Elektroauto, dessen Akku nicht mehr richtig auflädt verliert offensichtlich seinen Sinn. Findig ist nun die Idee, aus den altersschwachen Akkus der Elektrofahrzeuge neue stationäre Batteriespeicher zu bauen. Das klingt zunächst unlogisch, ist es jedoch nicht.
Am Karslruher Institut für Technologie (KIT) beim Projekt Competence E (PCE) arbeitet man derzeit an neuen Konzepten für stationäre Großspeicher. Die Forscher untersuchen dort die Möglichkeiten für den Ausgleich von Lastspitzen oder die Nutzung in Quartierspeichern und haben dazu wesentliche Kriterien für die Wirtschaftlichkeit eines solchen Systems festgelegt. Von entscheidener Bedeutung seien danach das Systemdesign, die Systemauslegung, so wie die Gesamtsystemsteuerung und die kalendarische Lebensdauer der Batterie sowie der leistungselektronische Komponenten und die Zyklenlebensdauer der Batterie. Dort hat man unter anderem festgestellt, dass eine Lithium-Ionen-Batterie in einem hohen Ladezustand im Allgemeinen schneller altert als in anderen SOC-Bereichen (State of charge).
Für die Autobauer liegt das Problem bei den Eigenschaften, die die Lithium-Ionen-Technologie mit sich bringt. Denn die Speicher sind für die Ansprüche im Automobilbereich nicht für längere Zeit ausgelegt. So haben sie am Ende meist noch 70 bis 80 Prozent ihrer ursprünglichen Ladekapazität. Im Bereich der stationären Batteriespeicher werden sie allerdings anders genutzt. Damit ergibt sich ein zweiter Lebenszyklus für die ausgesonderten Bauteile. Beim Energiemanagementunternehmen Eaton sieht man darin eine Chance. Gemeinsam mit dem Autobauer Nissan entwickelten die Konstrukteure bei Eaton ein Energiespeichersystem mit integrierter Steuerungsanlage aus dem eigenen Haus. Nissan liefert dafür die Akkus aus der Nissan Leaf-Baureihe. Für Nissan bietet sich mit der Energiespeichertechnologie eine attratkive und kostengünstige Alternative zur Entsorgung der Akkumulatoren.
"Energiespeichersysteme werden zu unabdingbaren Komponetnen bei der Entwicklung intelligenterer Stromnetze", meint Cyrille Brisson, Vice President Marketing für den Geschäftsbereich Electrical bei Eaton in der Region EMEA. In Kooperation mit Nissan baut Eaton derzeit einen Energiespeicher für ein Rechenzentrum in Frankreich, Auftraggeber ist Webaxys, ein Web-Hosting-Unternehmen. Dort kommt die Technologie aus dem Hause Eaton zum Einsatz. Ziel war es die verschiedenen Systemkomponenten effizient zu verknüpfen. Denn Webaxys gewinnt den Strom aus der eigenen Photovoltaikanlage und will mit der kombinierten Speicherlösung die unterbrechungsfreie Stromversorgung des Rechenzentrums garantieren können. Cyrille Brisson sieht hierin ein Vorzeigeprojekt und erklärt dazu: „Zu intelligenten Stromnetzen gehören Versorgungskontinuität, erhöhte Stromnetzstabilität und -effizienz, Vermeidung von Energiespitzentarifen und die höhere Unabhängigkeit von konventionellen Kraftstoffen, um eine fehlende oder mangelhafte Stromversorgung zu überbrücken. Energiespeichern steht definitiv eine rosige Zukunft bevor.“
Weil Webaxys kein Einzelfall bleiben soll, hatte man sich bei Eaton dafür entschieden eine eigene Energiespeicherlösung zu entwickeln. Derzeit sind laut Einschätzungen des Unternehmens viele Systeme verfügbar, die einen Zusammenschluss von eigenständigen und unterschiedlichen Technologien bilden. Bei Eaton verfolgten die Ingenieure in der Konzeption einen anderen Ansatz. Ziel war es ein integriertes Paket zu entwickeln. Die eigene Lösung sieht deshalb eine unterbrechungsfreie, verlustarme und netzferne Stromversorgung vor. Die USV sei so programmiert, dass unter Berücksichtigung von Last, Netzengpässen und Verfügbarkeit erneuerbarer Energiuen, die optimale Mischung der Stromquellen zur Versorgung ausgewählt wird. So stellt das System das Gehirn dar, Nissan liefert dazu die Speicherkapazität mit den Second-Life-Batterien.
Auch beim Verband der Elektrotechnik Elektronik und Informationstechnik (VDE) sieht man optimistisch in die Zukunft der Second-Life-Technologien. Dazu hat der Verband in Kooperation mit dem Bundesministerium für Wirtschaft eine Studie "Second-Life-Konzepte für die Lithium-Ionen-Batterien aus Elektrofahrzeugen" veröffentlicht, die sich eingehend mit den ökologischen und ökonomischen Aspekten der Energiespeicher beschäftigt. So kommen die Experten zu dem Ergebnis, dass sich die Second-Life-Batterien im Vergleich zu neuen Batterien im stationären Speicher rechnen.Große Chancen böten sich durch den wachsenden Elektromobilitätsmarkt, die wachsende Nachfrage nach stationären Energiespeichern, die Verzögerung der Recyclingkosten und die Steigerung der Wirtschaftlichkeit durch Fördermaßnahmen. Die Risiken lägen hingegen bei der geringen Verfügbarkeit von gebrauchten Batterien, der Unsicherheit bei der Preisentwicklung, fehlenden Standards und der Unsicherheit bei der Batteriepreisentwicklung.
Es bleibt abzuwarten, wohin sich der Markt hier entwickelt. Allerdings bilden die Batteriespeicher die Antwort auf die Frage nach einer sicheren und unterbrechungsfreien Stromversorgung, die die Industrie bei der Umstellung der Versorgung auf erneuerbare Energien fordert.
