TMH/Renault/Fenecon: Stationärer 40-Fuß-Speicher aus EV-Akkus

Mit der industrialisierbaren Lösung eines 2,88 Megawatt-Containers will ein Konsortium das Thema Stromspeicher und "second life"-Nutzung von Fahrbatterien vorantreiben. Hohe Flexibilität und niedrige Kosten. Erste Pilotanlage des Advanced Battery Storage in Elverlingsen.

Neue Speicher braucht das Land - und die Energiewende: In Kooperation entstand das Projekt eine 2,88 MW-Speichers auf Basis eines 40-Fuß-Containers. | Foto: TMH
Neue Speicher braucht das Land - und die Energiewende: In Kooperation entstand das Projekt eine 2,88 MW-Speichers auf Basis eines 40-Fuß-Containers. | Foto: TMH
Johannes Reichel

Unter Federführung des Münchener E-Mobilitätssystemspezialisten The Mobility House (TMH) haben der Autohersteller Renault und der Stromspeicherspezialist Fenecon eine industrialisierbare Lösung für mobile Energiespeicher auf Basis augedienter Fahrbatterien vorgestellt. Diese soll hohe Flexibilität mit niedrigen Kosten kombinieren. Der erste Speicher mit knapp drei MWh ging jetzt in einem ehemaligen Kohlekraftwerk in Elverlingsen, Nordrhein-Westfalen, in Betrieb. Dabei handelt es sich, wie auch bei der Kundenlösung, um zwei 40-Fuß-Standardcontainer – einen Batteriecontainer und einen Trafocontainer –, in denen das System schlüsselfertig installiert ist. In das stationäre Speichersystem können First- und Second-Life-Batterien von Renault aus dem Kompaktwagen ZOE verbaut werden. Die innovative Verwendung im Second-Life als stationäres Speichersystem erweitert den Einsatzbereich und verlängert die Nutzungsdauer von ehemaligen E-Auto-Akkus – und verbessere damit auch deren CO2-Bilanz deutlich, wie die Partner werben. Darüber hinaus reduzierten die Erlöse der Nachnutzung die Kosten für das Elektroauto.

Die Batterie ist das wertvollste Asset im Elektroauto. Ein Stationärspeicher wie im Projekt ‚Advanced Battery Storage‘ ist für uns wie ein großer Parkplatz mit vielen E-Autos, die ständig über den Stecker mit dem Stromnetz verbunden sind. Rein technologisch gibt es für uns keinen Unterschied zwischen den in E-Autos verbauten Batterien und jenen in Stationärspeichern", erklärt COO von The Mobility House, im Rahmen eines virtuelles Roundtables zu dem Projekt.

 

Zweites Leben für E-Auto-Akkus verbessert Umweltbilanz

Der "Fenecon Industrial 40" nutzt gebrauchte Batterien von Elektroautos und bündelt diese zu einem flexiblen Zwischen- und Pufferspeicher. Durch den modularen Aufbau aus 72 geclusterten Einzeleinheiten ließen sich defekte Batterieelemente leicht austauschen, wie Franz-Josef Fellmeier von Fenecon skizziert. Auch der standardisierte Aufbau mit immer gleichen Kabellängen und Serienkomponenten wie dem Wechselrichter aus dem PV-Bereich soll sich das System rentabel und skalierbar industrialisieren lassen. Zudem hat man für die flexible und ortsunabhängige Aufstellung der Container einen Diebstahlschutz integriert und diese robust und vandalismussicher ausgelegt. Eine ausgeklügelte Software im Master-Slave-Verfahren steuert das System und schafft eine Anbindung an das Stromnetz.

"Neue Batterien, die als ‚lebendes Ersatzteil‘ im Speicher verbaut sind und auf diese Weise frisch gehalten werden, können wir auch schonender belasten als Second-Life-Akkus, die nach ihrem Einsatz als Stationärspeicher ohnehin dem Recycling zugeführt werden“, wirbt Fellmeier weiter für das Konzept.

Paradigmenwechsel in der Energie: Vom Erzeuger zum Verbraucher

Grundsätzlich forderten die beteiligten Experten wie etwa Dirk Uwe Sauer, Professor für Elektrochemische Energiewandlung und Speichersystemtechnik von der RWTH Aachen beim digitalen Roundtable einen Paradigmenwechsel von der Erzeugungs- auf die Speicher- und Verbraucherseite. Der Wissenschaftler sieht ein riesiges Potenzial in Autos als Speicherelement, das zudem für das Energiesystem kostengünstig und leicht zugänglich seien. Er sieht zudem eine gewaltige Entwicklung in Sachen Haltbarkeit und Ladezyklen bei den Akkus, die mittlerweile in Garantien von mehreren 100.000 bis zu einer Million Kilometer reicht.

"Batterien als Stromspeicher bringen große Vorteile mit sich: Sie reagieren sehr schnell und können flexibel an unterschiedlichsten Orten genau dort eingesetzt werden, wo tatsächlich auch Netzprobleme vorherrschen“, erklärte Sauer die Vorzüge von Stationärspeichern.

Auch die per V2G im Bereich des Möglichen liegenden Kapazitäten seien enorm, wie Sauer den Teilnehmern vorrechnete: Zehn Millionen Elektroautos, die jeweils mit 11 kW an einer bidirektionalen Ladestation angeschlossen seien, kämen auf 110 Gigawatt Leistung. Das übertreffe die aktuellen Spitzenlasten von rund 80 Gigawatt deutlich.

Generell seien Speicher im regulatorischen Rahmen jedoch noch überhaupt nicht definiert und vorgesehen, aber dringend notwendig, für die Energie- und Verkehrswende, wie Urban Windelen vom Bundesverband Energiespeicher ausführte. Er sieht die Speicher als vierte Säule im Energiesystem und als flexibles "Schweizer Taschenmesser".

Wenn wir nachts Strom haben wollen, der von der Sonne erzeugt wurde, brauchen wir Speicher“, lautet Windelens ebenso simple wie offenbar schwer umzusetzende Formel.

Man müsse dringend den regulatorischen Rahmen anpassen, um diese zur Geltung zu bringen. Speicher seien für die drei wesentlichen Ziele Dekarbonisierung, Dezentralisierung und Digitalisierung unabdingbar, sei es als Containerspeicher oder sogar im Fahrzeug selbst. Als gigantischen Speicher sieht Robert Hienz von The Mobility House die Flotte an stehenden und parkenden Elektroautos. Zudem könne man auch Speicher wie die Containerlösung zur Abfederung lokaler Stromüberschüsse verwenden, ohne aufwändige Leitungsinfrastruktur schaffen zu müssen.

Frank Schäfer, Leiter Themengebiet Netze / Speicher bei der Energieagentur NRW, ist davon überzeugt, dass mit Stationärspeichern ein ganz neuer Wirtschaftszweig entstehen werde. Er sieht flexible Containerlösungen wie jene in Elverlingsen als Beitrag für Arbeitsplätze der Zukunft und der "Clou schlechthin für die Energiewende und wenn es darum geht, alte Kohlekraftwerke zugunsten erneuerbarer Energien aufzugeben.“

Vorteil dezentral: Lastspitzen per Speicher ausgleichen

Kunden aus der Industrie, Bus- oder Schnellladebetreiber sowie Stadtwerke, Netzbetreiber und EVU´s, die bei Spitzenlasten Kosten einsparen und ihre Stromqualität stabilisieren wollen, könnten optimal von den vielen Vorteilen des Systems profitieren, wie THM auflistet:

  • Das stationäre Speichersystem glättet hohe Lastspitzen direkt vor Ort. Da deshalb weniger Strom aus dem Stromnetz benötigt wird, senkt das System die Netznutzungsentgelte erheblich. Die besten Ergebnisse erzielt der Batteriespeicher bei Industrie- und Gewerbeunternehmen mit einem hohen Stromverbrauch von mehr als 10 GWh im Jahr und/oder mit Lastspitzen oberhalb von 500 kW.
  • Durch die Flexibilität der Batteriespeicher können Netzbetreiber bei Netzengpässen an wichtigen Knotenpunkten unterstützt werden.
  • Bei einem Stromausfall kann der Batteriespeicher schnell, sicher und zuverlässig als Notfalllösung einspringen.

Die Wechselrichter des Batteriesystems können die Blindleistung am Standort ausgleichen.

Fernziel V2G: Autos als dezentraler Schwarmspeicher

Ein übergeordnetes Ziel des Projekts ist es, Elektroautobatterien über ihre gesamte Lebensdauer, welche bei mehr als 20 Jahren liegen kann, optimal zu nutzen. So können sie bei der Sektorenkopplung, der Zusammenführung der Energie- und Mobilitätswelt, eine wichtige Rolle spielen, glaubt man bei TMH. Als Fernziel steht die Nutzung von mobilen Elektroautos als aktiver, riesiger Schwarmspeicher im Energiemarkt (V2G) auf der Agenda.

Das Elektroauto ist das einzige Auto, das auch während es steht zur Reduzierung von CO2-Emissionen beitragen kann: Indem es dank V2G-Anwendungen die Nutzung von erneuerbaren Energien erhöht. Ich glaube, dass es in den nächsten 10 bis 20 Jahren keine Alternative zur Elektromobilität gibt. Der Weg dahin ist bereits vorgezeichnet und viel Potential wird sich erst noch erschließen", glaubt Uwe Hochgeschurtz, CEO Renault DACH bei der Groupe Renault.

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