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Second Life Batterien: Potential für Energiespeicher

Wohin mit Batterien aus E-Fahrzeugen, wenn sie den hohen Anforderungen des Fahrbetriebs nicht mehr genügen, aber noch immer reichlich Leistung haben? Für die Entsorgung sind sie viel zu schade. Getreu dem Motto „Recyceln ist gut, direktes Weiterverwenden ist besser“ erproben BMW, Bosch und Vattenfall daher im Projekt „Second Life Batteries“, wie sich die Batterien als flexible Energiespeicher und zur Sicherung der Netzstabilität zweitverwerten lassen.

 

Imagekampagne 2018 Batteriespeicher Hamburg

„Was – ist das alles?“ Eine solche Reaktion ist Daniel Hustadt, Projektleiter bei Vattenfall und zuständig für Technologieentwicklung, vertraut. Das äußere Erscheinungsbild des Stromspeichers im Hamburger Hafen erfüllt offensichtlich nicht immer die Erwartungen der Besucher. Von außen sieht das 26 Meter lange und 6 Meter breite Gebäude am Hamburger Cruise Center Steinwerder tatsächlich aus wie ein x-beliebiger großer Kasten, ein auf dem Kai vergessener Container. Dieser Kasten hat es jedoch in sich: Im Inneren verborgen ist eine Anlage, die für die Sicherheit der Stromversorgung wichtig ist und die den weiteren Ausbau der Nutzung erneuerbarer Energien unterstützt.

Energiespeicher im Hamburger Hafen
BMW, Bosch und Vattenfall erproben die Zweitverwertung von Batterien aus E-Fahrzeugen im Energiespeicher im Hamburger Hafen. Foto: Vattenfall


„Gemeinsam mit BMW und Bosch haben wir hier rund 2.600 Batteriemodule aus mehr als 100 BMW-Elektrofahrzeugen zu einem Stromspeicher zusammengeschaltet. Ausgedient haben sie nämlich nur als Fahrzeugbatterien, weil sie in Testflotten ihre Dienste geleistet haben und diese Tests mittlerweile beendet sind. Als stationärer Speicher beispielsweise für die Zwischenspeicherung von Stromspitzen sind sie durchaus geeignet“, erklärt Daniel Hustadt.

Daniel Hustadt Energiespeicher Hamburger Hafen
Daniel Hustadt im Batteriespeicher am Hamburger Hafen. Foto: Vattenfall

 

Die drei Projektpartner haben bei der Errichtung Hand in Hand gearbeitet: BMW hat die aus seinen E-Automodellen Active E und BMW i3 stammenden Batterien geliefert und integriert. Bosch war für die Systementwicklung, u. a. die Integration der Batterien ins Gesamtsystem, zuständig. Vattenfall hat den Stromanschluss gelegt, die Fundamente für das Bauwerk errichtet, betreibt die Batterie und vermarktet den gespeicherten Strom am Energiemarkt.

Stromspeicher: Strom in Sekunden, wenn Erneuerbare nicht liefern

Der Stromspeicher im Hamburger Hafen hat eine Größe von zwei Megawatt und eine Speicherkapazität von etwa 2,8 Megawattstunden (MWh). Damit könnte er einen durchschnittlichen Zwei-Personen-Haushalt sieben Monate lang mit Strom versorgen. Eingesetzt wird der Speicher allerdings im Primärregelenergiemarkt. Er dient also dazu, Schwankungen im Stromnetz auszugleichen. Im Primärregelenergiemarkt muss Strom innerhalb weniger Sekunden zur Verfügung stehen, um die Frequenz im Stromnetz stabil bei 50 Hertz zu halten. Insbesondere Batteriesysteme sind hier gut geeignet, da sie sehr schnell die benötigte Energie liefern oder aufnehmen können. Die Batterien werden also entsprechend den Anforderungen des Stromnetzes ge- und entladen. Diese Fähigkeit, innerhalb von Sekunden Strom liefern oder aufnehmen zu können, wird zunehmend wichtiger. Denn zukünftig wird es weniger konventionelle Anlagen geben, die diese Anforderung erfüllen. Dafür werden Anlagen wie Batteriespeicher aufgrund fallender Batteriepreise deutlich attraktiver und werden einen großen Beitrag zur Netzstabilisierung leisten.

Verschiedene Anwendungsfelder für Second Life Batterien bereits erprobt

Die 2-MW-Batterie im Hamburger Hafen ist nicht der erste „Testfall“. Bereits 2013 startete Vattenfall zwei weitere Second Life-Projekte mit BMW-Batterien mit kleineren Kapazitäten und anderen Anwendungsfällen. In der Hamburger HafenCity wurden gebrauchte Batterien als Zwischenspeicher für Schnellladesäulen eingesetzt. In einer weiteren Anwendung wurde der Eigenverbrauch aus der Photovoltaikanlage des Vattenfall-Heizwerks HafenCity maximiert, indem in sonnigen Zeiten mit niedrigem Strombedarf die Energie in diesen Batterien zwischengespeichert wurde. Diese beiden Teilprojekte wurden inzwischen erfolgreich beendet. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse dienen heute bereits als Grundlage für die Entwicklung von neuen Geschäftsmodellen.

Second Life Batterien: Neue Geschäftsfelder in der Energiewende

Hinter alldem steht als übergeordnete Projektidee, verschiedene Einsatzbereiche für ausgediente Batterien aus der Elektromobilität in der Praxis zu testen – und so neue Geschäftsfelder im Einklang mit der Energiewende zu erkunden. „Die Batterien bleiben auch nach ihrem ersten Leben im Auto eine wertvolle Ressource“, betont Daniel Hustadt. „Ihr zweites Leben kann durchaus noch einmal ein Jahrzehnt dauern.“ Die Projektpartner gewinnen in dem Entwicklungsprojekt neue Erkenntnisse über das Alterungsverhalten und die Speicherkapazität von gebrauchten Lithium-Ionen-Batteriemodulen und ihre Fähigkeiten, Systemdienstleistungen für den Netzbetrieb zu erbringen. Reale Anwendungsfälle helfen zu verstehen, auf welche Anforderungen Batteriesysteme ausgelegt werden müssen. Für Bosch ist insbesondere die Entwicklung des Steuerungsalgorithmus relevant, der u. a. für maximale Leistung und Lebensdauer der Batterien sorgt. Das Projekt „Second Life Batteries“ ist weltweit das größte Vorhaben, bei dem unterschiedliche Batterien in einem modularen Konzept zusammengeschaltet wurden.

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Experte Daniel Hustadt

Als Diplom-Wirtschaftsingenieur für Energie- und Umweltmanagement fing ich Anfang 2006 bei Vattenfall Trading Services in Hamburg an und war zunächst im Intraday-Handel, später in der Asset Optimization und der Week-ahead und Minutenreserve-Auktion aktiv. Seit 2008 bin ich als Projektleiter im Business Development für die Entwicklung und Etablierung innovativer Projekte zuständig. Dazu gehört zum Beispiel die Wasserstoffstation in der Hamburger HafenCity und seit Ende 2014 auch das Thema Batterieanwendungen. Unter anderem bin ich an den Batteriespeicherprojekten Battery at PyC (22 MW) in Wales und 2nd life in Hamburg beteiligt.

Erstmals wurde eine Fernwärmeleitung mittels Kabelpflugverfahren verlegt.

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