In einem Forschungsprojekt der FH Vorarlberg wird ausgemusterten Batterien von Elektroautos ein zweites Leben eingehaucht.

 

In den letzten Jahren ist der Trend zur E-Mobilität verstärkt spürbar geworden. Waren E-Fahrzeuge vor 10 Jahren noch eine kleine Sensation, sind sie heute aus dem Verkehrsbild nicht mehr weg zu denken. Diese Fahrzeuge beinhalten einen Energiespeicher in Form einer Batterie. Diese wird im Normalfall ausgetauscht, sobald ihre Kapazität auf 70-80% ihrer Ursprungskapazität sinkt. Allerdings bedeutet dies nicht, dass die Batterie funktionsunfähig ist; es bedeutet lediglich, dass die Reichweite des E-Fahrzeugs deutlich gesunken ist (um ca. 20-30%).

Derzeit werden die ausgetauschten Batterien einem Recycling Prozess zugeführt, wobei aus wirtschaftlichen Gründen nur die wertvollsten Stoffe aus den Batterien recycelt werden. Dieser Umstand und die Tatsache, dass es sich bei einem frühzeitigen Recycling um eine Verschwendung von noch funktionierenden Batteriesystemen handelt, haben Forscher und Forscherinnen der FH Vorarlberg dazu bewegt, einen stationären Speicher aus einer ausgetauschten E-Fahrzeugbatterie zu bauen. Dieser kann dieselben Anforderungen wie ein Pumpspeicherkraftwerk erfüllen – nur eben im kleineren Stil. Werden allerdings viele dieser Speicher aufgebaut, können sie auch die zur Verfügung stehende Leistung und Energie eines einzelnen Pumpspeicherkraftwerkes überschreiten. Auch wäre ein solches System aus vielen verteilten Speichern sehr ausfallsicher, da das Wegfallen einzelner Batteriespeicher kaum Auswirkungen auf das Gesamtsystem hätte. 

Komplexe Berechnungen

Um einen solchen Speicher effizient betreiben zu können, müssen komplexe Kontrollalgorithmen entwickelt werden, welche die Batterie entsprechend steuern; bei einem Überangebot an elektrischer Energie wird der Batteriespeicher geladen, bei hoher Nachfrage wird er entladen. Diese Algorithmen werden an der FH Vorarlberg im Rahmen des Josef Ressel Zentrum für angewandtes wissenschaftliches Rechnen in Energie, Finanzwirtschaft und Logistik entwickelt.

Da E-Fahrzeugbatterien für die Verwendung im Fahrzeug konzipiert sind, ist ein hoher Aufwand mit dem Aufbau eines stationären Batteriespeichers verbunden. Dieser Aufwand ist teilweise auch abhängig von der Batterietechnologie (unterschiedliche E-Fahrzeuge verwenden unterschiedliche Batterietechnologien). Im Rahmen des Projektes Smart City Rheintal, gefördert durch den Klima- und Energiefond, wurde ein stationärer Testspeicher aus einer wiederverwerteten ZEBRA Hochtemperatur-Batterie gebaut. Dieser Batterietyp war ursprünglich in einem Think City, eines der ersten kommerziellen E-Fahrzeuge, verbaut, welches zunächst im Fuhrpark der VKW VLOTTE war. Der Aufwand zur Wiederverwertung dieses Batterietyps beinhaltet, neben vielem anderem, auch die Simulation des Fahrzeugsteuergerätes. Dies hat zur Folge, dass eine eigene Hardware konzipiert werden muss.

Batterieentwicklung adaptieren              

Heute werden hauptsächlich Lithium-Batterien in E-Fahrzeugen eingesetzt. Die Erkenntnisse aus dieser Forschungsarbeit können auch auf diese Batterietechnologie übertragen werden. Die Ergebnisse dieses Forschungsprojektes zeigte allerdings, dass die Wiederverwertung einer E-Fahrzeugbatterie mit einem enormen Aufwand verbunden ist; sowohl in der Softwareentwicklung, als auch beim Umbau des Speichers. Dieser Aufwand könnte allerdings erheblich reduziert werden, wenn E-Fahrzeughersteller eine Wiederverwertung als stationären Speicher bereits bei der Batterieentwicklung vorsehen würden. Einerseits könnte dies ein neues Businessmodel für sie werden und andererseits könnten sie dadurch ihr umweltschädliches Image aufbessern.

Stand: März 2018

Kontakt: Bernhard Fässler; bernhard.faessler@fhv.at

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