Projektziel
Die Transformation des Energiesystems und die angestrebte Umstellung von fossilen zu erneuerbaren Energien sind entscheidende Schritte im Kampf gegen den menschengemachten Klimawandel. Zusätzlich unterstreicht die steigende Nachfrage nach Elektromobilität in Deutschland die Notwendigkeit einer nachhaltigen Energieinfrastruktur. Aus dem damit einhergehenden zunehmenden Bedarf an regenerativ erzeugtem Strom resultiert aufgrund der Volatilität erneuerbarer Energiequellen auch ein verstärkter Bedarf an effizienten Speichertechnologien. In diesem Kontext gewinnt die Wiederverwendung ausgedienter Batterien aus Elektrofahrzeugen als kosteneffektive Alternative zu Neubatterien zunehmend an Bedeutung.
Das Projekt „2nd-life-POT-4-REN“ untersucht daher das Potenzial von ausgedienten Batterien aus Elektrofahrzeugen zur stationären Speicherung regenerativ erzeugten Stroms. Dabei wird sowohl die betriebliche, wirtschaftliche Seite als auch der systemische Nutzen für das zukünftige Stromsystem Deutschlands betrachtet.
Projektinhalte
Neben der begrenzten Verfügbarkeit öffentlicher Lademöglichkeiten und den limitierten Reichweiten stellen auch die hohen Gesamtkosten zentrale Hemmnisse für die breite Akzeptanz der Elektromobilität dar. Die Batterietechnologie in Elektrofahrzeugen fungiert nicht nur als maßgeblicher Faktor für die Reichweite, sondern ist gleichzeitig als bedeutender Kostentreiber von essenzieller Bedeutung. Zwar wird in der Wissenschaft von zukünftig sinkenden Batteriepreisen ausgegangen, jedoch kann vor allem die Überführung der Batterie in ein zweites Leben einen wesentlichen Beitrag zur Kostensenkung leisten. Die Implementierung eines zirkulären Wirtschaftsmodells erweist sich dabei nicht nur als vorteilhaft für den Primärmaterialbedarf, sondern trägt durch die zeitliche Verschiebung auch zu verbesserten Wirkungsgraden bei. Ferner gehören auch ökologische Vorteile zu den primären Beweggründen für eine Weiterverwendung von Batterien aus Elektrofahrzeugen.
Gegenwärtig werden ausgemusterte Batterien nach Erreichen von etwa 80% ihrer Maximalkapazität im mobilen Bereich recycelt, wobei das Potenzial einer weiteren Lebensphase ungenutzt bleibt. Die Bereiche, in denen ausgediente Batterien eingesetzt werden können, sind dabei vielseitig und reichen von Heimspeichern für überschüssigen PV-Strom über Primärregelleistungsinstrumente bis hin zu industriellen Zwischenspeichern für regenerativ erzeugten Strom.
Im Rahmen des Projekts „2nd-life-POT-4-REN“ wird innerhalb der wirtschaftlichen Analyse ein spezifischer Geschäftsfall für einen Arbitrage-Speicher aus Sicht der Industrie modelliert. Dabei wird simuliert, wie elektrische Energie mithilfe dynamischer Strompreise in Niedrigkostenphasen gespeichert und in Hochpreisphasen ausgespeichert sowie ins Netz eingespeist werden kann. Die zentrale Fragestellung konzentriert sich darauf, ob das Second-Life-Modell aus der Perspektive eines wirtschaftlich agierenden Unternehmens sinnvoll ist und Gewinne generiert. In diesem Kontext wurde ein Strommarktmodell entwickelt, um die viertelstündlichen Strompreise von 2030 bis 2050 zu prognostizieren.
Neben der betrieblichen Perspektive, in der die Wirtschaftlichkeit auf Unternehmensebene simuliert wurde, wird in der systemischen Analyse zudem der Nutzen von Second-Life-Batteriespeichern für das deutsche Stromsystem modelliert und analysiert. Hierbei wird die Gesamtmenge an Second-Life Batterien im deutschen Raum betrachtet und mithilfe eines Modells auf die Praxis übertragen. Das Projekt untersucht speziell, wie Dunkelflauten vermieden und Regelleistung bereitgestellt werden kann. Eine Prognose zur zukünftigen Entwicklung von Elektrofahrzeugen in Deutschland dient als Grundlage, um die Menge an Second-Life-Batterien abzuschätzen.
Ein weiteres Ziel des Projektes ist eine zusammenfassende Betrachtung der beiden zuvor beschriebenen Perspektiven. Konkrete Fragestellungen umfassen potenzielle Synergieeffekte zwischen dem betrieblichen Erfolgsmodell und den systemischen Vorteilen. Ferner wird analysiert, ob externe Anreize für Unternehmen im Bereich Second Life erforderlich sind, um eine systemdienliche Arbeitsweise zu fördern.