Batterien
Was die Batterien betrifft, so begegnet man hierzulande noch viel Unwissen und Halbwahrheiten. Von giftigen Inhaltsstoffen über Batterien, die schon nach kurzer Zeit ersetzt werden müssen, etc.
ElektroautoCoach meint:
Heutige Batterien sind viel langlebiger und gleichzeitig unproblematischer, als allgemein vermutet wird. Und es gibt sogar ein Leben nach dem Elektroauto.
Lebensdauer von Batterien
Das Auf- und Entladen der Batterie verursacht über die Zeit eine Verminderung der Kapazität. Ein Effekt, den man beispielsweise vom Smartphone her kennt. Im Vergleich zum Handy werden allerdings im Elektrofahrzeug höherwertige Batterien verwendet, die zudem durch ein spezielles Batteriemanagementsystem kontrolliert und überwacht werden. Bei Elektroautos mit fortschrittlicher Technik (wie beispielsweise Tesla Model S, X und 3, BMW i3, usw.)s sorgt zusätzlich eine Heizung bzw. –Kühlung dafür, dass sich die Batterien immer in einem optimalen Temperaturfenster befinden.
Dadurch hält die Batterie eines (fortschrittlichen) Elektrofahrzeugs viel länger als gemeinhin vermutet wird. So gibt Tesla beim Model S und X auf die Batterie beispielsweise acht Jahre Garantie bei unbegrenzten Kilometern. Inzwischen gibt es (vor allem in den USA) schon unzählige Tesla-Fahrzeuge (Typ Model S), die 200‘000 km und mehr auf dem Tacho haben und deren Batterie immer noch über 90 % der ursprünglichen Kapazität aufweisen.
Akkus sind so lange im Elektrofahrzeug im Einsatz, bis die Kapazität der Batterien (und damit auch die Reichweite des Fahrzeugs) auf etwa 70-80 % des ursprünglichen Werts gesunken ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Batterie üblicherweise ersetzt. Bei einem Tesla Model S wird dies voraussichtlich nach etwa 500‘000 km der Fall sein. Dies verdeutlicht, wie unproblematisch und langlebig die Batterien (und übrigens auch der Motor) eines Elektroautos sind.
Giftige Batterien?
Fälschlicherweise wird oft behauptet, Lithium-Ionen Batterien enthielten sogenannte Metalle der Seltenen Erden, seien zudem giftig und stellten damit spätestens bei der Entsorgung ein echtes Umweltproblem dar. Tatsache ist aber, dass die Lithium-Ionen Batterie keine Metalle der Seltenen Erden enthält, sondern aus unproblematischen Materialien wie Kobalt, Nickel, Lithium, usw. besteht.
Giftig und gefährlich sind höchstens die Blei-Säure-Akkus, wie man sie als Starterbatterien auch aus herkömmlichen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor kennt. Die grosse Tranktionsbatterie, die bei den Elektrofahrzeugen für den Antrieb sorgt, besteht heutzutage ausschliesslich aus Li-Ion Akkus, da die herkömmlichen Blei-Säure Akkus aufgrund ihrer tiefen Energiedichte respektive des hohen Gewichts ungeeignet sind.
Second Life, Recycling und Entsorgung
Wie im Kapitel "Lebensdauer von Batterien" beschrieben gelten Batterien im Elektrofahrzeug üblicherweise als "verbraucht", wenn ihr Speicherkapazität auf ca. 70-80 % des ursprünglichen Werts gesunken ist. Nach dem Einsatz im Elektroauto ist die Batterie jedoch nicht wertlos, sondern kann für andere Zwecke genutzt werden.
In diesem Zusammenhang spricht man vom "Second Life" eines Akkus. So können Akkus als stationäre Speicher im Haus genutzt werden, beispielsweise in Kombination mit einer Photovoltaik-Anlage. Damit kann der während des Tages nicht selbst genutzte Solarstrom gespeichert werden. Am Abend und in der Nacht, wenn die Photovoltaik-Anlage keinen Strom mehr produziert, kann der selbst erzeugte Solarstrom aus der Batterie bezogen werden.
Eine weitere Form der Nutzung besteht im Einsatz in Grossspeichersystemen, welche Regelenergie für den Netzausgleich bereitstellen.
Dies funktioniert wie folgt: Wenn im Vergleich zur Nachfrage zu viel Energie produziert wird, lädt man mit dem überschüssigen Strom die Batterie. Wenn dann plötzliche Nachfragespitzen entstehen, kann die zusätzlich benötigte Energie aus den Batterien zur Verfügung gestellt werden.
Die Elektrizitätswerke des Kantons Zürich (EKZ) haben in Volketswil Anfang 2018 ein solches Speichersystem in Betrieb genommen. Mit einer Speicherkapazität von 7.5 MWh ist es aktuell die grösste Speicherbatterie in der Schweiz.
Die dafür verwendeten Batterien stammen zwar nicht aus Elektroautos, sondern sind neu und stammen von LG. Dies hat aber unter anderem damit zu tun, das aktuell einfach noch zu wenig gebrauchte Elektroauto-Akkus verfügbar sind. Mehr Infos zur EKZ-Speicherbatterie von Volketswil finden Sie hier.
In der Johann-Cruijff Arena, dem Heimstadion von Ajax Amsterdam, haben seit dem Sommer 2018 die ehemaligen Batterien aus 148 Nissan Leafs eine neue Bestimmung gefunden. Der 2.8 MWh grosse Batteriespeicher ermöglicht eine höhere Nutzung des vom Stadium selbstproduzierten Solarstroms. Gleichzeitig dient es als "Notstrom-Aggregat" für den Fall eines Stromausfalls und wie der Speicher in Volketswil trägt auch der Batteriespeicher aus Amsterdam dazu bei, das europäische (und damit auch das schweizerische) Stromnetz zu stabilisieren.
Ist die Batterie nach einigen Jahren wirklich erschöpft, dann ist sie nicht einfach "Abfall". Stattdessen werden die Akkus dem Recycling zugeführt, wo ca. 90 % der Materialien wiederverwendet werden können, um neue Batterien herzustellen. Die Batteriefabrik "Gigafactory 1" von Tesla in Nevada/USA ist beispielsweise so konzipiert worden, dass aus alten Akkus möglichst automatisiert neue hergestellt werden können.
Rohstoff-Knappheit?
Viele Leute behaupten, dass es zu wenig Lithium für eine weltweite Umstellung auf Elektrofahrzeuge gibt.
Zum einen sei hier darauf hingewiesen, dass die Lithium-Ionen Batterien relativ wenig Lithium enthalten, trotz der prominenten Platzierung in der Namensgebung. Konkret geht man von etwa 150 Gramm Lithium pro kWh Kapazität aus. Während also ein grosser Akku wie beispielsweise im Tesla Model S etwa 600 kg auf die Waage bringt, macht das Lithium lediglich etwa 10 kg aus. Bei kleineren Fahrzeugen sind es gerade mal noch etwa 3-5 kg.
Unabhängig davon kann man allerdings festhalten, dass es uns auf diesem Planeten nicht an Lithium mangelt. Eine exakte Bestimmung der Reserven ist natürlich sehr schwierig, aber aktuell werden diese auf ca. 20-55 Mio. Tonnen geschätzt, also genug für einige Milliarden Elektrofahrzeuge.
Und egal ob es jetzt um Lithium oder um andere, angeblich knappe Rohstoffe geht, die Batterien haben einen entscheidenden Vorteil: Der Grossteil der Materialien einer alten Batterie stellt keinen Abfall dar, sondern kann wiederverwendet werden. Das heisst aus alten Batterien werden neue Batterien hergestellt. Nice.