Second-Life-Batterien aus der E-Mobilität: Neue Speicher für die Energiewende

Batterien aus Elektroautos erreichen im Fahrzeug oft schon nach einigen Jahren ihre Leistungsgrenze, sind für andere Anwendungen aber noch nutzbar. Genau hier setzt das Konzept der Second-Life-Batterien an: Ausrangierte Fahrzeugakkus werden als stationäre Energiespeicher weiterverwendet. Mit dem wachsenden Bestand an Elektrofahrzeugen entsteht in Deutschland so ein neuer Markt mit großem Potenzial, aber auch technologischen und regulatorischen Herausforderungen.

Derzeit fallen in Deutschland erst wenige Tausend Alt-Batterien aus Elektrofahrzeugen pro Jahr an. Mit dem wachsenden Bestand an E-Autos wird diese Zahl jedoch stark steigen: Studien des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung (Fraunhofer ISI) gehen davon aus, dass ab etwa 2030 jährlich mehr als 100.000 Fahrzeugbatterien aus dem ersten Nutzungszyklus zurückkommen könnten.

Zweites Leben schon Ressourcen

Die Wiederverwendung dieser Batterien im Sinne von Second-Life gilt dabei als wichtiger Baustein einer ressourcenschonenden Kreislaufwirtschaft. Durch die verlängerte Nutzung sinkt der Bedarf an neuen Rohstoffen wie Lithium, Nickel oder Kobalt, während sich die Umweltbilanz der Elektromobilität verbessert. Gleichzeitig entstehen neue Geschäftsmodelle rund um Energiespeicherlösungen.

Typische Einsatzfelder sind stationäre Batteriespeicher zur Integration erneuerbarer Energien, industrielle Lastspitzenkappung oder Notstromsysteme für kritische Infrastruktur. Besonders relevant ist die Rolle als Pufferspeicher für Photovoltaik- und Windenergieanlagen, die Strom wetterabhängig erzeugen.

Erste Praxisprojekte zeigen das Potenzial. Im Energiepark Gundelsheim in Baden-Württemberg beispielsweise setzt der Energieversorger EnBW auch auf gebrauchte Akkus aus Elektrofahrzeugen als Teil eines hybriden Batteriespeichersystems. Der entstehende Energiepark umfasst neben einem bereits fertiggestellten Solarpark zwei Windenergieanlagen vom Typ Enercon E160 mit jeweils 5,6 Megawatt Leistung. Ergänzt werden die beiden Technologien von einem ressourcenschonenden hybriden Speichersystem mit 2,25 Megawattstunden Kapazität, basierend auf einer Natrium-Ionen-Batterie und einer Hochleistungs-Second-Life-Lithium-Ionen-Batterie.

Second-Life-Systeme günstiger als neue Speicher

Ökonomisch interessant wird der Ansatz vor allem dann, wenn größere Mengen an Altbatterien verfügbar sind und standardisierte Prozesse für Test, Demontage und Wiederintegration existieren. Denn Second-Life-Systeme sind in der Regel günstiger als neu produzierte Speicher.

Eine zentrale Herausforderung liegt in der Bewertung des Batteriezustands. Der sogenannte „State of Health“ (SoH) beschreibt, wie stark eine Batterie im Vergleich zum Neuzustand gealtert ist. Nur wenn dieser Zustand zuverlässig bestimmt werden kann, lassen sich geeignete Batterien für eine Zweitnutzung auswählen.

Forschungsprojekte arbeiten daher an neuen Diagnoseverfahren. Im BMBF-Projekt „QuaLiProM“ entwickeln Forschungseinrichtungen und Industriepartner eine Methode, die den Zustand von Lithium-Ionen-Zellen mithilfe von Quantenmagnetometrie und künstlicher Intelligenz analysiert. Ziel ist eine schnelle und zerstörungsfreie Klassifizierung von Batterien für industrielle Second-Life-Anwendungen.

Neben der Diagnostik spielen Sicherheitsaspekte eine wichtige Rolle. Lithium-Ionen-Batterien können bei unsachgemäßer Nutzung überhitzen oder Brände verursachen. Robuste Gehäuse, Temperaturüberwachung und Schutzschaltungen sind daher zentrale Voraussetzungen für Second-Life-Systeme.

Auch regulatorisch befindet sich der Markt noch im Aufbau. Maßgeblich sind die europäische Batterieverordnung sowie nationale Vorschriften zu Produktsicherheit, Transport und Entsorgung. Offene Fragen betreffen unter anderem Haftung, Zertifizierung und die rechtliche Einordnung gebrauchter Batterien als Produkt oder Abfall. Zusätzlich gelten strenge Transportvorschriften für Lithium-Ionen-Batterien nach dem Gefahrgutrecht (ADR). Gelingt es aber, technische und regulatorische Hürden zu überwinden, können Second-Life-Batterien künftig eine wichtige Rolle bei der nachhaltigen Transformation des deutschen Energiesystems spielen.