Batteriespeicher


Mit der zunehmenden Elektrifizierung vieler Lebensbereiche, werden in Zukunft auch immer mehr Speicherkapazitäten benötigt, um den sog.„Flatterstrom“ aus Wind und Sonne auch rund um die Uhr verfügbar zu haben. Sie bilden zu den regenerativen Stromerzeugern die zweite Säule der Energiewende und sind auch für den Betrieb von Kleinwindanlagen von wichtiger Bedeutung. Besonders die Lithium-Ionen-Speicher in Elektroautos und Heimspeichern stehen jedoch immer wieder in der Kritik des Greenwashings, so dass es sich lohnt, einen genaueren Blick darauf zu werfen.

Die Problematik des Rohstoffabbaus von Lithium und anderer Seltenen Erden die für die Batterie-Herstellung benötigt werden, ist hinlänglich bekannt und steht ganz klar auf der Negativ-Seite dieses Speichermediums. Auf der anderen Seite gibt es aber auch sehr viele positive Aspekte, die in eine Bewertung der Gesamtökobilanz von Lithium-Ionen-Speichern unbedingt mit einfließen müssen. 

Grundsätzlich führt die Elektrifizierung mit erneuerbaren Energien zu einer sehr großen Effizienzsteigerung und damit zur Einsparung von sehr viel Primärenergie. Die bisherige Stromerzeugung aus z.B. Erdöl oder Kohle läuft mit Wirkungsgraden um die 40%. D.h. von 10 Eimern Öl werden aus energetischer Sicht 6 weggeschüttet und mit den restlichen 4 Eimern tatsächlich Strom erzeugt. Genauso ist es beim Verbrenner-Auto – treffender wäre die Bezeichnung "mobile Heizung ohne Bremsenergierückgewinnung".

Windräder und Sonnenkollektoren arbeiten dagegen verbrennungsfrei und stellen emissionsfreien Strom zur Verfügung. Ihr Wirkungsgrad liegt somit prinzipiell bei 100%, und real bei immer noch weit über 90%, wenn ihre Herstellungsenergie berücksichtigt wird.

Ähnlich effizient arbeiten Elektromotoren, und eben auch Batterie-Speicher. Sie können den elektrischen Strom fast verlustfrei aufnehmen und wieder abgeben. Bei der Verwendung von Wasserstoff und synthetischen Gasen als Speicher, ergeben sich wiederum große Verluste, so dass diese Technologien eher als Ergänzung bei großen Energieüberschüssen sinnvoll sind.

Dazu kommt die mittlerweile sehr hohe Zyklenfestigkeit der Akkus. Mit einigen tausend Vollzyklen erreichen diese Speicher extrem hohe Stromumsätze und sind ausgesprochen langlebig geworden. Selbst wenn ihre Energiedichte für ein Elektro-Auto nach weit über 500 000 km nicht mehr hoch genug ist, können sie als Heimspeicher noch lange Zeit weiter verwendet werden.

Erst danach kommt es zur entscheidenden Frage der Verwertung der kostbaren Rohstoffe. Bisher steht das Thema Recycling von Lithium-Ionen-Akkus erst am Anfang, da die Rohstoffe einfach noch zu billig sind, und es bislang noch zu wenige ausgediente Batterien gibt. Beide Aspekte werden sich in Zukunft aber deutlich ändern und man kann fast sicher davon ausgehen, dass die nahezu vollständige Wiederverwertung, schon aus Kostengründen, zum Standard werden wird (so wie heute bereits bei den Bleiakkus). Es gibt auch heute schon Anlagen, die Li-Io-Akkus erfolgreich recyclen. 

Weitere Entwicklungssprünge zeichnen sich auch dahingehend ab, dass zukünftige Akkus mit immer weniger problematischen Rohstoffen auskommen werden. Hintergrund sind die Schichtdicken der verwendeten Metalle, die immer weiter reduziert werden können (bis auf wenige Atome), und damit die Leistungsdichte des Akkus nochmals deutlich gesteigert werden kann. 
Und auch auf energetischer Seite zeichnet sich noch großes Potential ab. Denn mit dem Einsatz von immer mehr regenerativer Energie (ermöglicht durch die Speichertechnologien) in der Produktion wird auch die Batterie-Herstellung zunehmend CO²-neutral. 


Unter dem Strich hat man mit diesen neuen Batterien zwar zunächst noch einmal eine große ökologische Belastung zu verantworten, aber für die Zukunft zeichnen sich unschätzbare Gewinne ab. Endlich erreicht man das große Ziel eines nachhaltigen Energie- und Stoffkreislaufs und Unmengen an Erdöl, Kohle, Gas, CO², Quecksilber und viele Giftstoffe können ein für alle mal vermieden werden. 


Auch bei der Beurteilung der Ökobilanz dieser Zukunftstechnologien geht man noch zu oft von den bisherigen Annahmen aus, dass alle benötigten Rohstoffe Primärrohstoffe sind. In Zukunft wird der Anteil der recycelten Metalle und Kunststoffe jedoch deutlich zunehmen. Der Energiebedarf beträgt dann oftmals nur noch einen kleinen Bruchteil und verschiebt die Ökobilanz sehr schnell ins Positive. 
Insbesondere, wenn auch für das Recycling zunehmend erneuerbare Energie eingesetzt wird.

Ähnlich verhält es sich mit der Ökobilanz von Elektro-Autos. Häufig wird für ihren Betrieb vom heutigen Strommix ausgegangen und entsprechend schlecht schneiden sie in der Beurteilung ab (dennoch äquivalent zu einem Verbrenner-Auto mit einem Verbrauch von nur 3-4 l/100Km). Mit zunehmenden Ökostrom wird auch ihre Energiebilanz immer besser und übertrifft schnell die sparsamsten Diesel-Fahrzeuge. Die Batterie selbst schlägt nur mit ca. 15% der Umweltbelastung des gesamten Autos zu Buche, das Lithium nur mit 2.3%. 

Fazit: Die Ökobilanz von Lithium-Ionen-Akkus ist wesentlich besser als es oft dargestellt wird, wenn man in längeren Zeiträumen denkt und die vielen positiven Sekundäreffekte, aufgrund ihrer hohen Effizienz und Wiederverwertbarkeit mitberücksichtigt.