Batterien: "Game Changer" der Energiewende

"Die zunehmende Verbreitung von dezentralen erneuerbaren Energiequellen zusammen mit optimal in das System integrierten Batteriespeichern wird das Elektrizitätssystem auf den Kopf stellen – im besten Sinne!", so Jonas Mühlethaler, Leiter der Arbeitsgruppe "Elektrische Speicher" des "Forums Energiespeicher Schweiz" im Mitte November publizierten Kompendium. Ein systemdienlicher Einsatz von Batteriespeichern wird sich jedoch nicht "von alleine" ergeben. Hausbesitzerinnen und -besitzer müssen entscheiden, ob für sie schon heute die Investition in eine stationäre Batterie sinnvoll ist oder ob sie besser abwarten sollen. Vor noch grösseren Fragen stehen Netzbetreiber oder Regulierungsbehörden: Wie können Batteriespeicher so integriert werden, dass daraus ein effizientes, ökologisches, robustes und zahlbares Energiesystem resultiert? Welche Rolle können dabei Batterien für Elektrofahrzeuge spielen und wie müssen zweckdienliche Regulierungen ausgestaltet werden?

Oft wird die Debatte von zu hohen Kosten und der vermeintlich "katastrophalen" Ökobilanz von Batterien beherrscht, oder es werden Vorbehalte bezüglich deren Sicherheit geäussert. Wie steht es wirklich um Kosten/Nutzen und die Ökobilanz? Und wie bringen Recycling und eine konsequente Kreislaufwirtschaft Verbesserungen? Auf diese und andere Fragen suchte das "Forum Energiespeicher Schweiz", ein Think Tank von aeesuisse, der Dachorganisation der Wirtschaft für erneuerbare Energien und Energieeffizienz, Antworten.

Kritisch gegenüber Neuem

Als Mitglied des Forums hat Empa-Forscher Marcel Gauch den Themenbereich rund um Ökobilanzen und Recycling im Kompendium mitgestaltet. Bei seiner Forschung am "Technology & Society Lab" der Empa stösst er immer wieder auf die gleiche interessante Wahrnehmung über die Problematik gewisser Materialien: "Rohstoffe wie Stahl oder Blei, die traditionell und seit langer Zeit eingesetzt werden, gelten häufig als unproblematisch. Hingegen werden Rohstoffe kritischer betrachtet, wenn sie für aufkommende neue Technologien verwendet werden." Und tatsächlich hätte sich in letzter Zeit abgezeichnet, dass frühere Analysen mit schlechten Ökobilanzwerten auf unrealistischen Annahmen beruht hatten. Neuere Studien zeigten deutlich bessere Werte.

Auch wenn heute Lithium-Ionen-Batterien fast alternativlos erscheinen, gibt es umfassende Forschungstätigkeiten an Batterietechnologien mit anderen chemischen Zusammensetzungen. In diesen neuesten Entwicklungen, aber auch in verbesserten Konstruktions- und Herstellungsmethoden sieht Gauch grosses Potenzial, um die Ökobilanz von Batterien weiter zu verbessern. Radikale Visionen über zukünftige, von heutigen Prinzipien abweichende Batterien lassen aufhorchen. "Umso wichtiger ist es nun, dass dieser Kreativität Raum gelassen wird und nicht zu früh mit regulatorischen Massnahmen wie Normen und Standardisierungen eingegriffen wird", fordert er.

Recycling-Quoten von 90 Prozent

Sind die Rohstoffe für Batterien erstmals gefördert, gilt es diese möglichst lange im Kreislauf zu behalten. Seit Jahren ist Batterie-Recycling eine gesetzliche Pflicht. Bei grösseren Batterien aus der Industrie und aus Fahrzeugen sind heute bereits Recycling-Quoten von rund 90 Prozent üblich – allerdings existiert bislang keine einheitliche Definition, was an die Recyclingquote angerechnet wird. Angestrebt werden sollte die Rückgewinnung von Materialien, die dann wiederum als Sekundärrohstoffe dienen, und nicht etwa die thermische Verwertung als Brennstoffersatz.

Vor dem stofflichen Recycling gilt es aber sowieso die Nutzungsdauer der Batterien möglichst zu verlängern. "Fahrzeugbatterien können zum Beispiel in einer zweiten Lebensphase durchaus als stationärer Stromspeicher in einem Gebäude eingesetzt werden", erklärt Gauch. Zur Förderung der Kreislauffähigkeit von Batterien beteiligt sich die Empa neben mehreren anderen Forschungsinstitutionen und Unternehmen an "CircuBAT", einem Leuchtturmprojekt von Innosuisse, der Schweizerischen Agentur für Innovationsförderung. Gemeinsam wird nach Optimierungsmöglichkeiten für mehr Nachhaltigkeit in allen Lebensabschnitten der Batterie gesucht.

Dieser Beitrag ist zuerst auf der Website der Empa erschienen.