Reparieren statt recyclen – so verlängert man den Lebenszyklus von Hochvolt-Speichern

Im Elektroauto ist die Batterie das mit Abstand teuerste Bauteil. 40 bis 60 Prozent der Herstellungskosten stecken im Hochvolt-Speicher; rund acht Tonnen CO₂ werden während seiner Produktion emittiert. Doch durch vorzeitige Alterung oder Defekte an Komponenten von Batterien lässt deren Leistung nach und beeinträchtigt den Gesamtzustand des Hochvolt-Speichers, den sogenannten State of Health (SoH).

Der Austausch oder die Reparatur einzelner Komponenten könne ein Weg sein, um gebrauchte Elektroautos attraktiver zu machen und um Kunden die Angst vor Batterieschäden zu nehmen, so Felix Feuerbach, geschäftsführender Direktor der Unternehmensberatung Kemény Boehme Consultants (KBC) aus München.

Feuerbach fordert: "Wir müssen auch bei den zukünftigen Hochvolt-Speicher-Generationen viel mehr über Reparaturmöglichkeiten nachdenken". Bei der Entwicklung neuer Speicher, so Feuerbach, liege der Fokus heute überwiegend auf Herstellungskosten, Energiedichte und Gewicht – nicht auf Austauschbarkeit von defekten Bauteilen.

Dabei sei die Reparatur von Hochvolt-Speichern durchaus wirtschaftlich, so Feuerbach. Doch oft sei das nicht möglich, weil manche Batteriekonzepte entlang des "Cell to pack"-Trends gar nicht vorsähen, dass das Speichergehäuse geöffnet werden kann.

Für eine effiziente Instandsetzung seien neben den richtigen Konzepten für Diagnose und Reparatur außerdem geschultes Personal und die Verfügbarkeit von Ersatzteilen Bedingung. Aber allein die Verfügbarkeit von Ersatzteilen über zehn Jahre der Lieferverpflichtung ist bei den heute vorherrschenden Bevorratungskonzepten, Lagermöglichkeiten und Bezugsquellen der Speicher gar nicht so ohne weiteres möglich – auch wenn dies eigentlich keine unlösbaren Herausforderungen sind.

Tatsächlich sei jedoch das Recycling, sprich die Verschrottung, defekter Hochvolt-Speicher heute die gängige Praxis. Felix Feuerbach sieht daher die Gefahr, dass das Elektroauto seinen Ruf als umweltfreundliches Verkehrsmittel verliert.

Dabei haben es batteriebetriebene Fahrzeuge derzeit ohnehin schon schwer genug. Kaum ist die staatliche Förderung für Neuwagen gestrichen worden, brechen die Verkäufe ein. Auf dem Gebrauchtwagenmarkt sieht es nicht besser aus. Gründe dafür sind neben einer generellen Skepsis das geringe Vertrauen der Konsumenten in die Lebensdauer der Batterien sowie die hohen Preise für Austauschbatterien.

"Der Preisverfall gebrauchter Elektrofahrzeuge ist extrem", sagt Felix Feuerbach. "Der Restwert des Fahrzeugs steht meist in keinem Verhältnis zu den Kosten beim Austausch des Speichers. Wenn zukünftig keiner ein Fahrzeug kaufen mag, das älter als drei oder vier Jahre ist, wird es eng für Elektroautos. Und der Einbruch der Restwerte beschädigt die Marken."

Der KBC-Mitgründer beschäftigt sich seit langem mit Themen der Kreislaufwirtschaft, insbesondere mit dem Remanufacturing. "Zu häufig werden Batterien mit defekten oder degradierten Zellen recycelt – also verschrottet. An der Rückgewinnung der wertvollen Rohstoffe, unter anderem Kobalt, Lithium und seltene Erden, wird geforscht, insgesamt sind die Prozesse bis heute aber nicht weit genug fortgeschritten. Von einer effektiven und effizienten Rückgewinnung der seltenen Rohstoffe aus Speichern, die fünf oder sechs Jahre alt sind, sind wir immer noch weit entfernt."

Bereits bei der Definition von Batterie-Recycling bestünde oft Unklarheit: "Entgegen der landläufigen Annahme, die wertvollen Rohstoffe würden zurückgewonnen wie etwa bei recyceltem Stahl aus alten Karosserien, werden Batteriekomponenten in der Regel einfach geschreddert und "thermisch entsorgt". Die Reste werden beispielsweise dem Asphalt für neue Straßendecken beigemischt. Es wird viel an Recycling-Themen gearbeitet, wie beispielsweise einer hochautomatisierten Demontage, während man den Eindruck hat, die Industrie habe das Thema Reparatur bereits beerdigt".

Dabei sei es immer wieder erstaunlich, auf welche SoH-Level sich Speicher mit den richtigen Diagnose- und Reparaturprozessen heute schon heben lassen. Auch die Nutzung von alten Hochvolt-Akkus aus Fahrzeugen als sogenannte Second-Life-Energiespeicher, etwa für Solaranlagen von Eigenheimen oder Fabriken, sei dabei womöglich nicht die beste Antwort, so Felix Feuerbach – auch wenn dies neben dem Recycling bei allen Herstellern die gängige Strategie zu sein scheint.

Abgesehen vom Einsatz in den eigenen Fabriken, in denen auch eine sehr kurze Nutzung alter Speicher möglich sein kann, stelle sich die Frage, wer degradierte Speicher denn darüber hinaus abnehmen soll – zumal sich ein Überangebot abzeichnet. "Auch wenn man alte Speicher aus Fahrzeugen lange weiterverwenden will, ist die Reparaturfähigkeit doch die Voraussetzung. Wenn E-Mobilität nachhaltig funktionieren soll, muss die Frage doch lauten, wie man diesen Speicher, in dem soviel CO₂ und Investitionen stecken, möglichst lange nutzen kann, um das CO₂-Konto im Betrieb wieder auszugleichen."

Feuerbachs Forderung lautet daher: "Man muss weniger recyclen und mehr reparieren". Es werde nicht immer bis zum Ende des Lifecycles und zu wenig an eine zeitwertgerechte Instandsetzung der E-Fahrzeuge gedacht.

Kemény Boehme Consultants wurde 2007 in München gegründet. Der Schwerpunkt der Beratungstätigkeit von KBC liegt in den Bereichen Automotive und Tech. Die Unternehmensberatung beschäftigt aktuell 85 Mitarbeiter.