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“Nach sieben bis zehn Jahren hat das Elektroauto noch 60 bis 80% der Reichweite”, sagt Daniel Schlecht, unser Batterie-Spezialist. Der Grund: Die Elektroauto-Batterie verliert in diesem Zeitraum einen Teil ihrer Kapazität. Wer sich die ursprüngliche Reichweite zurück sehnt, kauft jetzt eine neue Batterie. Und was geschieht mit der bisherigen? Rezyklieren ist eine Option. Doch es gibt eine viel bessere Lösung: Das zweite Leben der Elektroauto-Batterie als stationärer Stromspeicher in einem mit Solarstrom versorgten Gebäude.

Ist das heute in der Schweizer Gesellschaft bereits ein Thema? “Nein, doch bald wird es eines”, sagt Jürg Grossen, bei Smart Energy Link Verwaltungsrat, Mitgründer und Mitbesitzer. “Heute sind 3% der ausgelieferten Neuwagen Elektroautos und bevor das zweite Leben ihrer Batterie zum Thema wird, leistet diese im Fahrzeug erst mal sieben bis zehn Jahre lang gute Dienste. Es gibt somit in der Schweiz noch kaum Personen, die bereits mit einer stark nachlassenden Elektroauto-Batterie konfrontiert sind.”

Der Unternehmer, der auch Präsident der Grünliberalen Schweiz und Nationalrat ist, verweist jedoch auf die Roadmap Elektromobilität 2022 , gemäss der bis 2022 bereits 15% der Neuwagen elektrisch sein werden. “Das Thema der Elektroauto-Batterien wird bald sehr relevant sein und dann sind wir für Zweitnutzungen bereit.”

Elektromobilität: Erst Early Adopters kennen die Herausforderung

Jürg Grossen selbst ist inzwischen bereits am Punkt, an dem die Batterie Thema ist. Denn er stellte in seinem Unternehmen elektroplan Buchs & Grossen AG in Frutigen bereits 2010 auf Elektromobilität um. Die Photovoltaik-Anlage des Firmengebäudes (total beheizte Fläche 934 m2 – Büros auf zwei Etagen plus eine Privatwohnung auf dem Dach) produziert mehr Strom, als die ansässigen Firmen und die dort lebende Familie verbraucht. Der Überschuss entspricht jährlich rund 75’000 Kilometern Fahrt in Elektrofahrzeugen.

Als die erste Batterie eines Nissan LEAF von Elektroplan stärkere Ermüdungserscheinungen zeigte, holte Jürg Grossen Smart Energy Link ins Boot. So kommt es, dass Daniel Schlecht aus unserem Team ein pionierartiges Projekt um diese erste ausgediente Elektroauto-Batterie leitet. Das passt umso besser, weil “Dänu” parallel zur Tätigkeit bei SEL auch Master-Student mit Vertiefung Energie und Umwelt an der Berner Fachhochschule ist. Dort nutzt er das Batterie-Thema für seine erste Projektarbeit.

Das zweite Leben der Elektroauto-Batterie verläuft ruhiger

Am Firmensitz von Elektroplan wird die ausgediente Elektroauto-Batterie aus dem Nissan LEAF seit Dezember 2018 automatisch angesteuert. Das klingt einfacher, als es ist. “Die Batterie hat noch immer das Gefühl, dass sie in einem Elektrofahrzeug im Einsatz steht”, sagt Projektleiter Daniel Schlecht. Was fast schon philosophisch klingt, lautet in technische Sprache umgemünzt so: “In Bezug auf die Kommunikation erwartet sie vor allem Beschleunigung und Bremsvorgänge – und beim Bremsen will sie Energie zurückgewinnen.” Doch in ihrem zweiten Leben läuft alles ein bisschen ruhiger ab. Denn die Lade- und Entladevorgänge werden in einem Gebäude weniger intensiv eingestellt, um die Lebensdauer der Batterie zu erhöhen.

Drei Unternehmen sind in das Projekt involviert: Die Batterie kommt aus einem Nissan Leaf von Elektroplan. EVTEC hat sie in ein Rack eingebaut und ist für die Ansteuerungs-Software und -Hardware verantwortlich (Battery Energy Storage System BESS). Elektroplan baute das Gehäuse um die Batterie herum. Die Ingenieure von Smart Energy Link nutzen jetzt die Daten aus der Elektroauto-Batterie (vor allem Leistungswerte und Ladestand), um mit Software das Lastmanagement so hinzubekommen, dass die Batterie auch im zweiten Leben optimal genutzt wird. Die wichtigsten Beiträge der Batterie zum intelligenten Energiesystem sind von nun an die Leistungsspitzen-Reduktion (Peak shaving) sowie die Erhöhung des Eigenverbrauchsgrads.

Ein Tag im zweiten Leben der Elektroauto-Batterie

Im Zweitleben der Elektroauto-Batterie sieht ein typischer Tag so aus: Vor Sonnenaufgang kommen die Mitarbeitenden mit ihren Elektroautos an und laden diese. 40 Mitarbeitende schalten nun das Licht und ihre Computer ein. So entsteht in der Nachfrage eine Spitze (Peak) und das Lastmanagement von SEL setzt für die Leistungsspitzen-Reduktion ein, sobald die vordefinierte Leistungsgrenze erreicht ist.

In diesem Moment gibt das SEL-System ein Signal für das Entladen der Batterie. Wenn die Sonne aufgeht respektive sobald die Photovoltaik-Anlage des Gebäudes einen Überschuss produziert, wird die Batterie wieder aufgeladen.

Tagsüber hilft die ehemalige Elektroauto-Batterie beim Ausgleichen der Differenz zwischen Stromproduktion und Strombedarf, womit der Eigenverbrauchsgrad erhöht wird. Am Abend wird es am Firmensitz ruhiger. Nachts speist die Batterie Energie in die Elektroinstallation des Gebäudes, damit IT, Licht, Elektroauto-Ladestationen sowie ab und zu Waschmaschine und Geschirrspüler mit zwischengespeicherter Sonnenenergie betrieben werden. Das geht, bis die Batterie den vorgesehenen Minimal-Ladestand für die Leistungsspitzen-Reduktion erreicht hat. In der Wohnung über den Büros nutzt auch die fünfköpfige dort lebende Familie weiterhin Strom.

Morgens beginnt der Kreis von vorne.

Im Gebäude können Batterien gestapelt werden

Warum kann eine Elektroauto-Batterie im Gebäude-Einsatz mit einem zweiten Leben glänzen, während ihr Einsatz im Auto nicht mehr weitergehen kann? Dänu Schlecht: “Wenn eine Batterie nach sieben bis zehn Jahren noch 60 bis 80% der Kapazität hat, bedeutet dies, dass die Reichweite sinkt. Das ist, wie wenn man ein Benzin-Auto nur in reduziertem Umfang betanken kann, während das Gewicht der Batterie gleich hoch bleibt. Im Auto ist zudem kein Platz, um die nachlassende Kapazität mit einer zweiten Batterie zu kompensieren.” Das ist im Gebäude anders: Es können theoretisch beliebig viele Batterien gestapelt und zusammen gehängt werden.

Wie viele ausgediente Elektroauto-Batterien braucht es denn zum Beispiel, um einen Quartierspeicher für 40 Wohnungen bereitzustellen? “Das hängt von vielen Faktoren ab und unter der Annahme von Standardwerten gehe ich davon aus, dass es mindestens fünf sein werden”, sagt Dänu und nutzt dabei die Zukunftsform des Verbs. Damit erinnert er daran, dass das Zweitleben der Elektrofahrzeugs-Batterie ein Thema ist, das ganz am Anfang steht.

Im Elektroplan-Gebäude ist aktuell erst eine Elektroauto-Batterie im Einsatz. Hier wird im kleinen Modell experimentiert und entwickelt. Was in ein paar Jahren die Schweizer Energielandschaft mitprägen wird, ist heute ein Prototyp der Pioniere von Elektroplan, EVTEC und Smart Energy Link.