Ist die Umwidmung von EV-Batterien für die Energiespeicherung im Netz ein nachhaltiger Plan?

DasJahr 2021 verzeichnete einen beeindruckenden Anstieg der weltweit besessenen Elektroautos. Der Besitz von Elektroautos stieg im Vergleich zu 2018 um 64 %. Ende 2021 waren weltweit etwa 5,6 Millionen Elektroautos in Betrieb. Dieses Wachstum ist unter anderem auf die massive Annahme des Ziels eines nachhaltigen Planeten zurückzuführen. Im Gegensatz zu Fahrzeugen mit Benzin- oder Dieselmotor verwenden EVs Lithium-Ionen-Batterien, um Energie für die Fortbewegung zu speichern. Einem Bericht von Global newswire zufolge hatten diese Batterien im Jahr 2021 einen Marktwert von 27,30 Milliarden Dollar. Ihre Kapazitäten reichen von 17,6 kWh im SmartEQ bis 107,8 kWh im Mercedes EQS.

Lithium-Ionen-Batterien können eine Nutzungsdauer von bis zu 12 Jahren haben, sind aber immer noch für eine zweite Nutzungsdauer geeignet , die zwar weniger leistungsfähig ist, aber als Reserve für gewerbliche und industrielle Verbraucher und das Stromnetz dienen könnte. Diese Batterien erfüllen nach ihrer zweiten Lebensdauer nicht mehr die Leistungsstandards für Elektroautos und sollten daher nicht mehr für Elektroautos verwendet werden. Es gibt also nur wenige Möglichkeiten, wie man gebrauchte Elektroauto-Batterien weiterverwenden kann.

Welche Optionen gibt es für gebrauchte EV-Batterien?

Die Politik verbietet die massenhafte Entsorgung von EV-Batterien, da dieser Trend zu erheblichen Umweltkatastrophen führt. Die wichtigsten Alternativen sind die Wiederverwendung und das Recycling von Elektrofahrzeugbatterien.

Wiederverwendung von Elektrofahrzeugbatterien

Eine 2017 von Melin durchgeführte Analyse besagt, dass bis 2025 75 % der verbrauchten Elektroauto-Batterien in der zweiten Lebensphase wiederverwendet werden, was die Möglichkeit eröffnet, dass Elektroauto-Batterien bis 2030 mehr als 100 Gigawattstunden pro Jahr liefern können.Elektroauto-Batterien können in ihrer zweiten Lebensphase bis zu zwei Drittel ihrer ursprünglichen Energiespeicherkapazität beibehalten. Der Prozess der Wiederverwendung ist jedoch komplexer als das einfache Herausnehmen eines Batteriesatzes aus einem Elektroauto und das Aufstellen in der Garage, um Strom zu erzeugen. Die Batterien müssten Tests unterzogen werden, um ihre verbleibende Kapazität zu ermitteln, und die Zellen könnten auch nach ihrer verbleibenden Kapazität und vielem mehr sortiert werden. Dieser Prozess ist arbeitsintensiv, kann aber eine Reihe von Vorteilen mit sich bringen.

Die Wiederverwendung von Elektroauto-Batterien in Privathaushalten und Unternehmen wirkt sich indirekt auf den CO2-Ausstoß aus. Daher ist es nicht verwunderlich, dass Automobilhersteller versuchen, die Wiederverwendung von Elektroauto-Batterien zu revolutionieren. Unternehmen wie General Motors (GM) und Nissan machten 2015 den Weg frei für die Umwandlung von gebrauchten Elektroauto-Batterien in Netzspeicher. Diese Hersteller sind nicht die einzigen, die sich mit der Wiederverwendung von Elektroauto-Batterien befassen, auch BMW hat einige Projekte in petto.

Recycling von Elektrofahrzeugbatterien

Nach denErkenntnissen von Glgs sollten im Jahr 2020 460.000 Tonnen Lithium-Ionen-Batterien recycelt werden. Um das in die richtige Perspektive zu rücken, haben wir die Batterien von weniger als 5,6 Millionen Elektrofahrzeugen recycelt und dieses Gewicht erreicht. Die Recyclingmenge für das Jahr 2020 ist offensichtlich gering im Vergleich zu der Menge, die aus 20 % der bis 2025 weltweit verkauften Elektroautos gewonnen werden könnte. Dementsprechend ergibt sich ein massiver Anstieg der EV-Batterien in ihrem zweiten Leben in den nächsten zwei Jahrzehnten oder weniger. Die Zahlen steigen weiter an, und ein geschätzter Wert von 1,2 Millionen Tonnen EV-Batterien könnte im Jahr 2030 für das Recycling zur Verfügung stehen. Diese Zahlen zeigen, warum die massenhafte Entsorgung schädlich ist, und verdeutlichen die mögliche wirtschaftliche Rentabilität des Recyclings von Lithium-Ionen-Batterien: Unternehmen wie Redwood Materials sind auf dem besten Weg, mehr als 1 GWh an Batterieabfällen zu recyceln. Und Li-Zyklus gab an, dass im Jahr 2020 insgesamt 1,7 Millionen Tonnen Lithium-Ionen-Batterien ihr Lebensende erreichen werden. Daher müssen weitere Maßnahmen zum Recycling dieser Batterien ergriffen werden.Im nächsten Abschnitt wird erläutert, wie die Wiederverwendung und das Recycling dieser EV-Batterien für unsere Netze von Vorteil sein können.

Mögliche Anwendungen von wiederverwendeten und recycelten EV-Batterien.

Ein Bericht der EPA hat ergeben, dass Lithium-Ionen-Batterien die Ursache für mindestens 65 Brände auf kommunalen Mülldeponien sind. Dementsprechend wird die Notwendigkeit des Recyclings dieser Batterien deutlich und kann eine Vielzahl von Optionen und Vorteilen für die Stromnetze und die Verbraucher mit sich bringen. Abgesehen davon bieten gebrauchte EV-Batterien Chancen für weitere Energieakteure. B2U ist ein typisches Beispiel für ein Unternehmen, das Solarstrom in gebrauchten EV-Batterien spe ichert und damit Geld verdient.

1. Für Energieversorger und Netzbetreiber

Batteriespeicher sind eine hervorragende Möglichkeit, die Probleme der Netzstabilität mit erneuerbaren Energien zu lösen. DSOs und Energieversorger können die Batterie als Reservestromquelle für das Netz nutzen. Wenn es ein Überangebot gibt, wird die Energie in der Batterie gespeichert und später bei hohem Bedarf an die Verbraucher geliefert. Die Einführung der Netzersatzleistung kann die Stromausfälle für Verbraucher in Zeiten eines kritischen Netzrückgangs reduzieren, bis die Stabilität wiederhergestellt ist. Mit der prognostizierten Kapazität an gebrauchten EV-Batterien, die zur Verfügung stehen werden, könnte das Speichervolumen endlos sein.

2. Für Haushalte und Einzelpersonen mit dezentralen Energiequellen

Energieverbraucher und Prosumer können gebrauchte und recycelte EV-Batterien nutzen, um Energie aus dem Stromnetz und von ihren Dächern zu speichern. Aus wirtschaftlicher Sicht ist es für diejenigen, die sich keine neuen Energiespeichersysteme für ihr Haus leisten können, eine praktikable Option, gebrauchte/recycelte EV-Batterien einzusetzen, da wir festgestellt haben, dass einige dieser Batterien nach ihrem ersten Zyklus bis zu 60 % ihrer Kapazität beibehalten können.  

3. Für Energiegemeinschaften

Eine weitere Option ist die Nutzung der Batterie als Speichersystem für Energiegemeinschaften. Diese Gemeinschaften wachsen in Europa exponentiell und können EV-Batterien nutzen, um den von ihrer lokalen Quelle erzeugten Strom zu speichern.

Für verschiedene Batterietypen, von Blei-Säure- bis zu Lithium-Ionen-Batterien, gibt es Recyclingmöglichkeiten. Obwohl Blei-Säure-Batterien zu 99 % recycelbar sind, werden Lithium-Ionen-Batterien bei weitem am häufigsten für Batteriespeicherprojekte verwendet. Lithium-Ionen-Batterien können jedoch nicht allzu lange halten, was ein Problem für ihre Funktionsfähigkeit darstellt.

Schlussfolgerung: Ist das Recycling von EV-Batterien für die Netzspeicherung nachhaltig?

Das Recycling von Elektroauto-Batterien für die Energiespeicherung im Netz ist ein nachhaltiger Plan, der jedoch mit einer Reihe von Problemen verbunden ist: Die Demontage und Extraktion der wertvollen Bestandteile einer Lithium-Ionen-Batterie ist schwierig. Außerdem ist der Transport dieser leeren Batterien zu den Recyclinganlagen sehr viel aufwendiger, was etwa 40 % der Recyclingkosten ausmacht. Dies ist auf die Größe eines EV-Batteriepacks zurückzuführen. Diese Akkus wiegen zwischen 100 kg und 544 kg bei Elektroautos für den Personenverkehr und 1300 kg bis 18000 kg bei Elektroautos für den gewerblichen Einsatz, was den Transport dieser Batterien erschwert. Außerdem ist es nicht einfach, einen Markt für recycelte Elektroauto-Batterien zu finden, der den Batterie-Recyclern einen wirtschaftlichen Anreiz bietet, da Kobalt der einzige rentable Bestandteil ist, so dass der Transport und die Arbeit für das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien so teuer werden, dass sie die Kosten für den Bau neuer Batterien übersteigen.Obwohl das Recycling für die Energiespeicherung im Netz nachhaltig ist, stoßen wir auf regulatorische, wirtschaftliche, technische und logistische Probleme, da die Verkaufszahlen von Elektrofahrzeugen und damit auch die Menge an Lithium-Ionen-Batterien weiter steigen. Infolgedessen werden mehr EV-Batterien zu einem Rückgang ihrer Preise führen.