2nd-Life für automobile Batteriesysteme: Stationärer Energiespeicher der Mercedes-Benz Energy GmbH (Beispiel). Im Modellprojekts GUW+ entsteht ein stationärer Energiespeicher auf Basis von Batteriesystemen, die zuvor in vollelektrisch angetriebenen eCitaro Stadtbussen zur Anwendung kamen. Die Entwicklung und Umsetzung der 2nd-Life-Anwendung übernimmt die Mercedes-Benz Energy GmbH in Kamenz/Sachsen. Foto: Daimler
Auf dem Üstra-Betriebshof im hannoverschen Döhren entsteht aktuell im Rahmen der Elektrobusoffensive ein intelligentes Gleichspannungsunterwerk (GUW+). Ab Ende 2021 soll es zur Versorgung der Stadtbahnen und Elektrobusse der Üstra Hannoversche Verkehrsbetriebe AG beitragen. Dabei wird erstmals ein Bahnunterwerk auch mit einem Energiespeicher mit hoher Kapazität ausgestattet. Der Clou dabei: die dafür benötigten Batterien sind nicht fabrikneu, sondern kamen bereits in elektrischen Stadtbussen zur Anwendung. Den Zuschlag für die Lieferung eines solchen 2nd-Use Batteriespeichers mit einer Kapazität von rund 500 kWh erhielt nun die Mercedes-Benz Energy GmbH aus Kamenz. Abhängig vom Einsatzszenario können elektrische Energiespeicher in den Fahrzeugen nur über einen begrenzten Zeitraum die Anforderungen an eine Mindestreichweite gewährleisten. Das Projekt GUW+ setzt deshalb auf die Nachnutzung von Batterien aus elektrischen Stadtbussen.Der Aufbau des Speichers erfolgt mit Batterien, die zuvor als Traktionsbatterien in Mercedes-Benz eCitaro Elektrobussen bereits für Erprobungsfahrten über tausende Kilometer eingesetzt wurden. Die Bereitstellung und Integration in ein stationäres Pilotsystem durch Mercedes-Benz Energy ermöglicht die Nachnutzung im Bahnunterwerk. „Die Anschaffungskosten von Elektrobussen stellen eine besondere Herausforderung dar. Die stationäre Wiederverwendung der Batterien innerhalb des Verkehrsbetriebs kann perspektivisch zusätzliche Amortisationspfade schaffen und dadurch die Elektrifizierung des straßengebundenen ÖPNV weiter beschleunigen“, erläutert Holger Elix, Leiter Infrastruktur bei der Üstra. Daimler Buses betrachtet im Rahmen seines Nachhaltigkeitsverständnisses den Lebenszyklus von Omnibussen und ihrer Batteriesysteme ganzheitlich. Gustav Tuschen, Leiter Entwicklung Daimler Buses: „Umwelt- und Ressourcenschonung ist das Hauptargument für unseren elektrisch angetriebenen Stadtbus eCitaro. Wir haben es gründlich überprüft: Sein CO2-Fußabdruck ist über seine lange Lebensdauer hinweg erheblich günstiger als jener von konventionell angetriebenen Stadtbussen. Die Weiterverwendung seiner Batterien verbessert die Ökobilanz zusätzlich.“ Batterien übernehmen in der Umweltbilanz von E-Fahrzeugen eine Schlüsselrolle. Jeder Nutzer eines Smartphones kennt das Phänomen: Ständiges Laden und Entladen stresst den Akku, früher oder später lässt seine Kapazität spürbar nach. Nicht anders bei vollelektrisch angetriebenen Stadtbussen. So endet die Einsatzzeit der Batterien mit NMC-Technologie im vollelektrisch angetriebenen Mercedes-Benz eCitaro nach rund fünf bis sechs Jahren bei einer Kapazität von etwa 80 Prozent. Danach ist die notwendige Reichweite der Stadtbusse nicht mehr gewährleistet. Der Lebenszyklus einer Batterie endet jedoch nicht zwangsläufig nach dem Betrieb in einem Fahrzeug. Im stationären Betrieb ist sie in der Regel noch voll einsatzfähig – Kapazitätsverluste spielen hier nur eine untergeordnete Rolle. Nach bestimmungsgemäßer Nutzung der Batterien im Fahrzeug, ist ein Betrieb im stationären Bereich für mehrere weitere Jahre möglich und erweitert damit deren wirtschaftlichen Nutzen und Umweltbilanz. Das Projekt GUW+ setzt deshalb auf die Nachnutzung von Batterien aus elektrischen Stadtbussen. Die Erweiterung eines klassischen Gleichrichterunterwerks um intelligente Funktionen wird im Rahmen des vom Bundesministerium für Verkehr und Infrastruktur (BMVI) geförderten Verbundprojekts GUW+ entwickelt und demonstriert. Zusätzlich zur Rückgewinnung von Bremsenergie von Stadtbahnen ermöglicht der Speicher den Ausgleich von Lastspitzen, die Erbringung von Primärregelleistung sowie einen Weiterbetrieb bei Netzausfällen. Neben dem Konsortialführer Alstom Transport Deutschland GmbH Salzgitter gehören dem Konsortium die Firmen Elpro GmbH Berlin und Motion Control and Power Electronics GmbH Dresden, das Fraunhofer IVI in Dresden und die TU Dresden an. Daimler Buses unterstützt das Projekt als assoziierter Partner. Die Üstra AG ist als Demonstrationspartnerin an GUW+ beteiligt. Das 2019 gestartete Projekt hat eine Laufzeit von 3 Jahren. (Daimler/Üstra/PM/Sr)