Allein in Deutschland werden jedes Jahr etwa eine Million leistungsfähige Akkus von E-Bikes oder Scootern vorzeitig entsorgt, obwohl sie oft noch über einen Großteil ihrer Kapazität verfügen. Gleichzeitig sind stationäre Stromspeicher teuer und ressourcenintensiv in der Herstellung. Das Freiburger Start-up EDENenergy löst beide Probleme: Es entwickelt modulare Industriespeicher aus Second-Life-Akkus, die leistungsstark, kostengünstig und nachhaltig sind. Die ehemaligen Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE setzen auf ein System mit austauschbaren Batteriemodulen und einer flexiblen Leistungselektronik, die heterogene Batterien effizient und sicher in stationären Speichern kombiniert.
Potenzial von Mikromobilität bleibt ungenutzt
Im Bereich der Autobatterien haben Second-Life-Konzepte bereits gezeigt, wie wertvoll gebrauchte Energiespeicher sein können. Das Potenzial der Mikromobilität – also der Millionen E-Bikes und E-Scooter, von denen immer mehr als Rückläufer zurückkommen – wird bislang nicht genutzt. Dies liegt an der enormen Vielfalt der Akkus in Bezug auf Bauformen, Zelltypen und Energiemanagementsysteme, die eine standardisierte Weiterverwendung erschweren. Hier setzt das Start-up EDENenergy mit einer am Fraunhofer ISE entwickelten Leistungselektronik an. „Sie erlaubt es, verschiedene Speicher zusammenzuschließen und eine Kommunikation mit verschiedenen Modulen aufzubauen, ohne dass dafür die Akkus zerlegt werden müssen“, erklärt Florian Bierwirth. Er war wie seine Mitgründer Daniel Seeger und Hannes Kurzmann zuvor in der Abteilung Leistungselektronik des Fraunhofer ISE tätig.
Vom E-Bike zum Industrie-Einsatz
Für den Markteinstieg setzt das Start-Up auf Industriespeicher mit 70 kWh Kapazität. „Mitte Oktober haben wir den ersten Speicher an einen Kunden ausgeliefert, was für unser junges Unternehmen ein wichtiger Meilenstein war. Mit der Speichergröße wollen wir zunächst mittelständische Unternehmen in der Region ansprechen, die eine Photovoltaik-Anlage, aber noch keinen Speicher haben“, so Florian Bierwirth. Auch für Stadtwerke könnten die Speicher interessant sein, die zur Eigenverbrauchsoptimierung, zur Kappung von Lastspitzen oder für den Stromhandel eingesetzt werden können. Für den ersten Industriespeicher werden 112 ausgediente E-Scooter-Akkus – nachdem sie in einem Eingangstest auf Herz und Nieren überprüft wurden – miteinander verschaltet.
Aktuell setzt EDENenergy dabei auf große Supplier (wie Flottenbetreiber von E-Bikes und E-Scootern), wodurch erst einmal auch genug Batterien des gleichen Typs verwendet werden können. Perspektivisch sollen durch die Leistungselektronik auch verschiedene Akkus miteinander verschaltet werden. „Dafür müssen Steckerverbindungen, Batteriemanagementsystem und die Kommunikation für jeden neuen Akku angepasst werden. Gerade bei den E-Bikes gibt es eine große Bandbreite“, umreißt Florian Bierwirth die Herausforderung. Langfristig seien einheitliche Kommunikationsprotokolle für Batteriespeicher und eine Second-Life-Gesetzgebung für die Nutzung mobiler Akkus in stationären Anwendungen nötig.
Eine positive Überraschung wartete auf die drei Jungunternehmer bei den ersten 350 getesteten Akkus: Sie waren in einem deutlich besseren Zustand als erwartet. EDENenergy hatte mit einer verbleibenden Kapazität (State of Health) von 80 Prozent für Second-Life-Batterien kalkuliert, doch die gebrauchten Akkus wiesen eine durchschnittliche verbleibende Kapazität von teilweise weit über 90 Prozent auf. In stationären Speichern sind sie im Gegensatz zu ihrem ersten Leben weniger Erschütterungen und Temperaturwechseln ausgesetzt und können noch einige Jahre lang gute Dienste leisten.
Modultausch statt Kapazitätsverlust
Über ein Monitoring überwacht EDENenergy die Batteriemodule aus der Ferne. Wenn sie ihr Lebensende erreichen, werden die Batteriemodule einzeln ausgetauscht, was auch im laufenden Batteriebetrieb möglich ist. Anschließend gehen die endgültig ausgedienten E-Akkus ins Recycling bei Partnerunternehmen. Im Vergleich zu marktüblichen Stromspeichern wird so aus einem scheinbaren Nachteil ein technischer Vorteil: Der einzelne Modultausch ermöglicht es, die Kapazität des Speichers auch nach zehn Jahren konstant bei 70 kWh zu halten. Aufgrund der Batteriedegradation garantieren herkömmliche Hersteller standardmäßig nach zehn Jahren nur noch 80 Prozent der ursprünglichen Kapazität.
In den nächsten Schritten möchte das junge Unternehmen, in dem neben den drei Gründern mittlerweile auch drei Teilzeitkräfte arbeiten, die Größe der Speicher auf bis zu 300 kWh ausbauen. Außerdem sucht es nach weiteren Pilotkunden aus regionalen Gewerbebetrieben, die den Speicher durch die bereits bewilligte Landesförderung „Mittelstand trifft Start-ups“ zu 50 Prozent gefördert bekommen können. EDENenergy erhält zudem Förderung durch das Leistungszentrum Nachhaltigkeit und durch die Landesförderung für innovative Start-ups „BW Pre-Seed“. In dessen Rahmen ist der JobRad-Gründer Ulrich Prediger der erste Investor des Unternehmens.
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