Die Kreislaufwirtschaft bei Elektrofahrzeugbatterien

Warum eine Batterie wegwerfen, die noch nützlich sein kann? Das Konzept der Kreislaufwirtschaft umfasst alle Praktiken und Techniken, mit denen die Nutzung einer Ressource optimiert werden kann, bevor deren Recycling in Betracht gezogen wird. Es basiert auf einem Grundsatz des gesunden Menschenverstands: Die Verlängerung des Lebenszyklus eines Produkts bedeutet, bereits bei dessen Konzeption die Aspekte der Sammlung, Wiederverwendung, Aufarbeitung und des Recyclings der bei der Herstellung verwendeten Teile und Materialien zu berücksichtigen.

In Frankreich wird diese Debatte insbesondere von der Agentur für Umwelt und Energie (Ademe) vorangetrieben, unter Mitwirkung großer Industrieunternehmen wie der Renault Group.

Die Kreislaufwirtschaft im Bereich der Elektroautos

Batterien für Elektrofahrzeuge veranschaulichen sehr gut die Bedeutung von Überlegungen zur Kreislaufwirtschaft. Denn bei der Herstellung einer Lithium-Ionen-Batterie kommen verschiedene Materialien wie Lithium, Kobalt, Nickel oder Aluminium zum Einsatz.

Ihre Verwertung nach dem Recycling wird systematisch von der Automobilindustrie gewährleistet, doch ist dieser Vorgang sowohl komplex als auch kostspielig, insbesondere weil er eine Reihe chemischer Umwandlungen erfordert. Die Philosophie der Kreislaufwirtschaft legt daher nahe, diesen Schritt so spät wie möglich in Betracht zu ziehen.

Diese Optimierungsstrategie setzt bereits bei der ersten Fahrt mit einem Elektroauto ein und umfasst ein intelligentes Management der Lade- und Entladezyklen, um sowohl die Leistung als auch die Lebensdauer der Batterie zu maximieren.

Ein zweites Leben für Elektroautobatterien schaffen

Die Leistung lässt im Laufe der Zeit zwar nach, jedoch nur in begrenztem Umfang. Man geht heute davon aus, dass eine Elektroauto-Batterie nach einer Nutzungsdauer von 8 bis 10 Jahren im Durchschnitt noch 75 % ihrer ursprünglichen Energiekapazität aufweist.

Zu diesem Zeitpunkt ist ein Hersteller wie Renault der Ansicht, dass das Leistungsniveau für den Einsatz im Straßenverkehr nicht mehr ausreicht, doch dieser Leistungsabfall bedeutet nicht, dass es Zeit ist, den Schritt zum Recycling zu gehen. Bevor der Kreislauf geschlossen wird, empfiehlt die Kreislaufwirtschaft nämlich, nach anderen, weniger anspruchsvollen Szenarien zu suchen, in denen der Leistungsverlust kein hinderlicher Faktor ist.

Das Thema beschäftigt sogar die Europäische Kommission. Im Jahr 2018 unterzeichnete sie mit mehreren europäischen Industrieunternehmen, darunter die Renault Group, eine Innovationsvereinbarung, die genau darauf abzielt, die Wiederverwendung von Lithium-Ionen-Batterien zu fördern, bevor deren Recycling in Betracht gezogen wird.

Die Optimierung des Lebenszyklus von Elektroautobatterien ist eine entscheidende Herausforderung für die Entwicklung der Branche. Die Renault Group optimiert die Nutzung der Batterie über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg – von der Montage und dem Einbau in ein Neufahrzeug bis hin zum Recycling.

Die Einbindung der Lithium-Ionen-Batterie in ein Kreislaufwirtschaftskonzept trägt zudem dazu bei, das Elektrofahrzeug für den Verbraucher erschwinglicher zu machen. Die Batterie gewinnt dadurch nämlich einen zusätzlichen Wert, wodurch sich der Preis, der dem Käufer eines Elektroautos in Rechnung gestellt wird, senken lässt.

Erst wiederverwenden, dann recyceln

Unter den verschiedenen möglichen Anwendungsbereichen ist die stationäre Energiespeicherung zweifellos das überzeugendste Szenario für eine zweite Nutzung. Ob auf Ebene eines Einfamilienhauses, eines Mehrfamilienhauses, eines Industriestandorts oder eines Stadtviertels – die Fähigkeit einer Batterie, Strom zu speichern, erleichtert die Integration von Strom aus erneuerbaren und intermittierenden Energiequellen wie Solar- oder Windenergie. Die Renault Group hat bereits mehrere Pilotprojekte gestartet, die die Vorteile dieses Ansatzes konkret veranschaulichen.

Darüber hinaus hat die Gruppe in Zusammenarbeit mit anderen Akteuren wie Nissan oder Bouygues Energies et Services zum europäischen Projekt ELSA (Energy Local Storage Advanced System) beigetragen, in dessen Rahmen stationäre Speichersysteme in mehreren europäischen Städten getestet werden.

Auf einer Insel wie Porto Santo trägt die stationäre Speicherung mithilfe von gebrauchten Elektroautobatterien bereits dazu bei, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern und gleichzeitig den Einsatz erneuerbarer Energien zu fördern. In Belle-Île-en-Mer ermöglicht die Wiederverwendung von Lithium-Ionen-Batterien aus dem Renault Zoe beispielsweise, die tagsüber von den auf dem Schuldach installierten Solarmodulen erzeugte Energie zu speichern und nachts wieder abzugeben. Das betreffende Gebäude profitiert somit von CO₂-freiem Strom, wann immer es ihn benötigt, und nicht nur dann, wenn er erzeugt wird. Die Lebensdauer der Lithium-Ionen-Batterien verlängert sich dadurch um mindestens weitere fünf Jahre.

Dieser Ansatz lässt sich auch in sehr großem Maßstab umsetzen. So hat der Hersteller beispielsweise ein Projekt namens „Advanced Battery Storage“ ins Leben gerufen, dessen Ziel es ist, bis 2020 die größte stationäre Stromspeicheranlage zu errichten, die jemals in Europa auf der Basis von Elektrofahrzeugbatterien konzipiert wurde.

Mit solchen Maßnahmen trägt die Kreislaufwirtschaft für Elektroautobatterien dazu bei, sowohl die Nutzung erneuerbarer Energien zu fördern als auch den Übergang zu intelligenten Energienetzen zu beschleunigen! Die Renault Group arbeitet übrigens bei diesen entscheidenden Themen Hand in Hand mit zahlreichen spezialisierten Start-ups zusammen. So liefert sie beispielsweise Batterien aus dem Second-Life-Bereich an Powervault, ein britisches Unternehmen, das sich auf Energiespeichersysteme für Privathaushalte mit Solaranlagen spezialisiert hat.

Kurze Schleifen bevorzugen

Dank dieses „zweiten Lebens“ gelangen die Batterien von Elektrofahrzeugen erst nach mehreren weiteren Jahren der Nutzung in die Recyclingphase.
Am Ende ihres Lebenszyklus besteht die Herausforderung dann darin, die Altbatterien so zu behandeln, dass eine schnelle Rückgewinnung der Ressourcen innerhalb der Automobilbranche oder in einer verwandten Industrie möglich ist. Das ist das Prinzip des Kurzkreislauf-Recyclings und einer der wichtigsten Motoren der Kreislaufwirtschaft!

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