Im Zeitalter der Elektromobilität sind effiziente und nachhaltige Lösungen zur Nutzung von Batterien essenziell. Ein Forschungsprojekt des Fraunhofer LBF zeigt nun, wie gebrauchte Lithium-Ionen-Batterien aus Elektrofahrzeugen ein zweites Leben als stationäre Stromspeicher finden können und somit zur Kreislaufwirtschaft beitragen. Diese innovative Herangehensweise könnte die Art und Weise revolutionieren, wie Batterien in der Automobilindustrie und darüber hinaus verwendet werden.
Die Umnutzung von Batteriezellen: Ein zukunftsweisender Ansatz
Lithium-Ionen-Batterien verlieren im Laufe ihrer Nutzung allmählich an Kapazität. Sobald diese einen Verlust von etwa 20 Prozent erreicht haben, sind sie für den Betrieb in Elektrofahrzeugen nicht mehr geeignet. Die verbleibende Kapazität von 80 Prozent jedoch reicht aus, um sie als stationäre Energiespeicher weiterzuverwenden. Das Forschungsprojekt CIRCULUS, gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz, untersucht genau diesen Ansatz und bietet vielversprechende Ergebnisse.
Das Projekt zeigt, dass alte Batteriezellen nach dem Lebensende eines Fahrzeugs oft noch eine ausreichende Kapazität und Performance aufweisen, um in sogenannten 2nd-Life Anwendungen eingesetzt zu werden. Eva-Maria Stelter, Wissenschaftlerin am Fraunhofer LBF und Projektleiterin von CIRCULUS, hebt hervor, dass durch das Projekt eine Kreislaufführung der verwendeten Materialien erreicht wird. Dies ermöglicht eine nachhaltige Nutzung der ressourcenintensiven Batteriezellen, indem deren Lebensdauer verlängert und somit Abfälle reduziert werden. Dies bedeutet nicht nur eine Reduzierung von Abfällen, sondern auch eine effizientere Nutzung der Ressourcen.
Interdisziplinäre Zusammenarbeit und nachhaltige Entwicklung
Die Transformation von gebrauchten Batteriezellen in stationäre Energiespeicher ist ein komplexer Prozess, der eine interdisziplinäre Herangehensweise erfordert. Dr. rer. sust. Dominik Spancken, der erste Doktor der Nachhaltigkeitswissenschaften in Deutschland, betont die Notwendigkeit einer umfassenden Herangehensweise, die alle relevanten Herausforderungen und Fragestellungen berücksichtigt. Dabei ist es wichtig, die unterschiedlichen Perspektiven verschiedener Wissenschaftsdisziplinen einzubeziehen und sowohl ökonomische als auch ökologische und gesellschaftliche Aspekte zu betrachten.
Eine Studie, die von den Forschenden des Fraunhofer LBF veröffentlicht wurde, dokumentiert diese Erkenntnisse und zeigt, wie wichtig die Berücksichtigung verschiedener Disziplinen bei der Entwicklung nachhaltiger Lösungen ist. Die Ergebnisse dieser Forschung werden auf der Plastics Recycling Show Europe in Amsterdam präsentiert. Besucher können sich am Stand A22 einen umfassenden Einblick in die Kompetenzen des Fraunhofer LBF zu Rezyklaten verschaffen.
Neue Geschäftsmöglichkeiten durch maßgeschneiderte Kunststoff-Rezyklate
Neben der Wiederverwendung von Batteriezellen konzentriert sich das Projekt CIRCULUS auch auf die Entwicklung von recyclingfähigen Leichtbau-Batteriegehäusen. Diese Gehäuse sind so konzipiert, dass sie sortenrein zerlegt werden können, was den Sortieraufwand minimiert und hochqualitative Stoffströme ermöglicht. Dies fördert eine funktionierende und nachhaltige Kreislaufwirtschaft.
Fraunhofer-Forschende suchen aktiv nach Industriepartnern, um gemeinsam Rezyklat-Kunststoffe für anspruchsvolle Anwendungen zu entwickeln. Solche Partnerschaften bieten der Industrie die Möglichkeit, direkt von den neuen Entwicklungen zu profitieren und an aktuellen Verbundprojekten teilzunehmen. Projekte wie „Kunststoffrezyklate in technischen Bauteilen“ oder „Werkstoff- und Langzeiteigenschaften in Rezyklaten“ sind Beispiele dafür, wie die Industrie in Zusammenarbeit mit Forschungsinstituten innovative Lösungen entwickeln und implementieren kann.
Industriepartner, die an einer Zusammenarbeit interessiert sind, können sich an Dr. rer. sust. Dominik Spancken wenden, um weitere Informationen zu erhalten und Möglichkeiten der Kooperation zu besprechen.
Integration in bestehende Energiesysteme
Ein weiterer wesentlicher Aspekt der 2nd-Life-Anwendung von Batterien liegt in ihrer Integration in bestehende Energiesysteme. Die Nutzung von gebrauchten Batteriezellen als stationäre Energiespeicher kann die Stabilität von Stromnetzen erhöhen und zur Pufferung von erneuerbaren Energien beitragen. Besonders in Zeiten hoher Energieeinspeisung durch Wind- und Solarkraftwerke können diese Speicher einen wesentlichen Beitrag zur Netzstabilität leisten. Durch die Zwischenspeicherung von überschüssiger Energie und deren spätere Freisetzung wird nicht nur die Effizienz des Gesamtsystems gesteigert, sondern auch die Versorgungssicherheit verbessert.
Darüber hinaus eröffnet die Verwendung von 2nd-Life-Batterien neue Geschäftsmodelle für Energieversorger und Betreiber von Stromnetzen. Diese können die Batterien nicht nur zur Netzstabilisierung, sondern auch zur Bereitstellung von Regelenergie und zur Abdeckung von Spitzenlasten einsetzen. Dies bietet eine kostengünstige und umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Methoden der Energiepufferung und Laststeuerung.
Herausforderungen und Chancen für die Industrie
Die Umsetzung der 2nd-Life-Batteriekonzepte bringt jedoch auch Herausforderungen mit sich. Die Qualitätskontrolle und -sicherung der gebrauchten Batteriezellen ist entscheidend, um ihre Sicherheit und Leistungsfähigkeit im neuen Einsatzbereich zu gewährleisten. Hierbei spielen standardisierte Testverfahren und Zertifizierungen eine wichtige Rolle. Unternehmen, die in diesem Bereich tätig werden wollen, müssen zudem in der Lage sein, die logistischen und technischen Anforderungen der Batterierückführung und -wiederaufbereitung zu bewältigen.
Gleichzeitig bietet diese Entwicklung enorme Chancen für die Industrie. Durch die Verlängerung der Lebensdauer von Batteriezellen können Unternehmen nicht nur Kosten sparen, sondern auch ihren ökologischen Fußabdruck reduzieren. Zudem eröffnet die verstärkte Nutzung von Rezyklaten in Batteriegehäusen und anderen technischen Bauteilen neue Märkte und Geschäftsmöglichkeiten. Die Kooperation mit Forschungseinrichtungen wie dem Fraunhofer LBF kann dabei helfen, innovative Technologien und Verfahren zu entwickeln, die den Anforderungen der Zukunft gerecht werden.
Fazit und Ausblick
Die Umnutzung von gebrauchten Lithium-Ionen-Batterien und die Entwicklung recyclingfähiger Leichtbau-Batteriegehäuse sind vielversprechende Ansätze, um die Nachhaltigkeit in der Elektromobilität zu fördern. Durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit und die Einbindung verschiedener wissenschaftlicher Disziplinen können komplexe Herausforderungen gemeistert und innovative Lösungen entwickelt werden.
Das Projekt CIRCULUS zeigt eindrucksvoll, wie durch die Kreislaufführung von Materialien und die Nutzung von Rezyklaten nicht nur ökologische, sondern auch ökonomische Vorteile erzielt werden können. Die Präsentation der Ergebnisse auf der Plastics Recycling Show Europe bietet der Öffentlichkeit und der Industrie eine Plattform, um sich über die neuesten Entwicklungen zu informieren und potenzielle Partnerschaften zu erkunden.
Die Zukunft der Elektromobilität liegt in der nachhaltigen Nutzung und Wiederverwertung von Ressourcen. Projekte wie CIRCULUS sind wegweisend und könnten den Weg für eine umweltfreundlichere und wirtschaftlichere Nutzung von Batterien ebnen. Quelle: Fraunhofer
