Second Use und Second Life für E-Autobatterien – DKE Vornorm erobert Europa

DKE: Herr Zeyen, Herr Hetzler, Sie waren an der Entstehung der Vornorm VDE V 0510-100 zum Repurposing von E-Autobatterien beteiligt. Wie kam es denn zu dieser Initiative?

Zeyen: Bevor die Vornorm entstand, hatten bereits mehrere Automobilhersteller Aktivitäten in diese Richtung gestartet. Auch einer unserer Kunden hat uns damit beauftragt herauszufinden, wie die Antriebsbatterien von E-Autos vor dem Recycling konform zu den geltenden EU-Richtlinien stationär weiterverwendet werden können. Es waren zwar verschiedene Fachgrundnormen vorhanden, aber wie nach der Umwidmung – dem sogenannten Repurposing – für die Sicherheit und Konformität zu sorgen wäre, dazu war nichts zu finden.

Zu dieser Zeit saß ich irgendwann in Frankfurt am Hauptbahnhof mit Bardo Quint zusammen, und innerhalb von 20 Minuten entwickelten wir eine erste Idee, wie eine Vornorm zu diesem Thema aussehen könnte. Wir haben das bei der folgenden Sitzung bei der DKE eingespeist und damit offene Türen eingerannt. Nach einem ersten Call for Experts saßen wir mit über 30 Mitstreiterinnen und Mitstreitern am Tisch. Es entstand die Arbeitsgruppe DKE/AK 371.1.14, die ich während der Arbeiten an der Vornorm als Projektleiter begleitet und später an Bardo übergeben habe.

Hetzler: Zu Beginn stand übrigens nicht die Weiterverwendung von bereits benutzten Fahrzeugbatterien im Fokus, Stichwort Second Life, sondern der Second Use. Das betraf unter anderem vorgehaltene Batterien, die aufgrund von Überproduktion und schwachen Absatzzahlen während und nach Corona gelagert worden waren. Im Fahrzeug konnten Hersteller sie nicht mehr verwenden, also war die Frage: „Was tun?“ Dazu liefen unsere ersten Pilotprojekte, parallel zur Entstehung der Vornorm.

DKE: Das hört sich nach einem normativen Vorhaben an, das einen klaren Bedarf adressiert und stark von Herstellern getrieben wurde. Was ist aus Ihrer Sicht die Motivation dahinter?

Zeyen: Die Idee ist in der Tat aus der Praxis heraus geboren, motiviert aus der Tatsache, dass eine Autobatterie vor dem Recycling noch sehr leistungsfähig sein kann und als kostengünstiger stationärer Speicher in Betracht kommt. Sie müssen wissen, wenn die Batterie eines E-Autos eine Kapazität von 70 Prozent hat, dann ist diese Kapazität immer noch um ein Zigfaches höher als die eines typischen Hausspeichers. Mit einer steigenden Anzahl von E-Fahrzeugen und einer stetig steigenden Anzahl an Batterien kann daraus ein interessanter Markt entstehen.

Zudem gibt es mit der europäischen Batterieverordnung inzwischen auch einen gesetzlichen Treiber, der Vorgaben zu Weiterverwendung und Recyclingquote macht – dieser Entwicklung waren wir normativ einen großen Schritt voraus.

Bidirektionales Laden: Energiewende mit E-Fahrzeug-Akkus ermöglichen

Einer Überproduktion von erneuerbarer Energie an sonnen- und windreichen Tagen steht eine Unterversorgung des Energienetzes mit Erneuerbaren Energien an bewölkten und windstillen Tagen entgegen. Die Technologie des bidirektionalen Ladens könnte eine Möglichkeit sein, dieses Problem partiell zu lösen und für Stabilität im Stromnetz zu sorgen.

DKE: Der Fokus liegt auf der stationären Anwendung in der Industrie. Wir wollen bei dieser Gelegenheit nicht tief einsteigen, aber was beschreibt die VDE V 0510-100 ganz grob?

Hetzler: Wir hatten drei Bereiche im Fokus: die elektrische Sicherheit, die funktionale Sicherheit und den Erfahrungsaustausch. Funktionale Sicherheit ist dann gewährleistet, wenn ein Produkt die Vorgaben erfüllt, die für den Einsatz in einem bestimmten System gelten. Bezogen auf unseren Fall gibt es Vorgaben laut ISO 26262 für den Einsatz von Lithium-Ionen-Batterien in Fahrzeugen und es gibt allgemeine Vorgaben laut IEC 61508. Wenn man nun den Einsatzzweck und damit das System ändert, wie schafft man den Übergang von einer Norm zur anderen? Damit haben wir uns beschäftigt und eine Guideline entwickelt, wie sich das in der Praxis lösen lässt.

Zeyen: Außerdem haben wir Hinweise von Praktikern für Praktiker aufgenommen, aus dem Erfahrungsaustausch der Beteiligten heraus. Zum Beispiel durchläuft eine Autobatterie bei jedem Start eine Testroutine – stationär ist sie 24/7 im Einsatz. Was bedeutet das für das Repurposing? Das sind teilweise sehr komplexe Fragestellungen.

DKE: Sie sind selbst tätig in den Bereichen Consulting, Engineering und Prototyping von Automotive-Projekten. Welche Erfahrungen haben Sie in der Anwendung der Norm gesammelt?

Zeyen: Bevor die Vornorm da war, wollte bereits jeder seriöse Hersteller von externer Stelle prüfen lassen, ob sein Ansatz für das Repurposing passt. Das betrifft sowohl Tochtergesellschaften von Fahrzeugherstellern, die in diesem Bereich aktiv sind, als auch Zweitverwerter, die einen guten Draht zur Automobilindustrie haben. Mit der Vornorm sind die Gespräche mit Prüfinstituten einfacher geworden, da es eine einheitliche Grundlage gibt. 

Hetzler: Letztendes schafft die Norm die Basis für die sichere Weiterverwendung der Batterien auf einem professionellen Level. Es reicht nicht, einfach die Batterie zu entnehmen und in einen Zustand zu versetzen, dass sie Energie abgibt. Vielleicht noch einmal ein Beispiel, wie viel dabei zu beachten ist: Eingebunden in das Fahrzeugbordnetz, gibt die Batterie bei Bedarf auf den Einsatz im Fahrzeug abgestimmte Fehlermeldungen aus. Wichtig ist zu ermitteln, wie ich diese Meldungen im stationären Einsatz zu bewerten habe.

DKE: Sie haben schon einige Hinweise gegeben, worauf beim Repurposing zu achten ist. Viel mehr wollen wir an dieser Stelle nicht verraten, da sich auch der DKE HotSpot am 29. September in Frankfurt damit intensiv beschäftigen wird. Gibt es neben den technischen Fragestellungen noch einen anderen relevanten Aspekt, den Sie Herstellern mitgeben möchten?

Zeyen: Ja, da sehe ich in der Tat noch ein Thema. Wir dürfen bei aller Begeisterung nicht vergessen, dass die Second Use- oder Second Life-Batterien im Wettbewerb stehen mit günstigen neuen Batterien aus Asien. Sie sind im Sinne von Kreislaufwirtschaft und möglichst langer Verwendung von technischen Produkten zwar nachhaltig, aber sie haben weniger Restkapazität und sind auf einem veralteten technischen Stand. Das heißt, ich muss als Unternehmer genau prüfen, wie viel Aufwand ich betreibe, um die Anwendung sicher zu machen – es muss am Ende wirtschaftlich stemmbar bleiben und sich rechnen.

DKE: Haben Sie Rückmeldungen von anderen Unternehmen, was die Praxistauglichkeit der Norm betrifft? Besteht Nachbesserungsbedarf oder war es eine Punktlandung?

Zeyen: Es war 2023 absolut eine Punktlandung, das zeigt die große Resonanz. Wir haben damals aber eine ganz klare Entscheidung getroffen, um möglichst schnell ans Ziel zu kommen: Wir haben nur den Einsatz der kompletten Batterie als stationärer Speicher in der Industrie thematisiert, nicht die Verwendung einzelner Module. Die Entscheidung war richtig, aber dieses zweite Szenario muss nun nachgezogen werden.

Mit unserem DKE Newsletter sind Sie immer top informiert! Monatlich ...

• fassen wir die wichtigsten Entwicklungen in der Normung kurz zusammen
• berichten wir über aktuelle Arbeitsergebnisse, Publikationen und Entwürfe
• informieren wir Sie bereits frühzeitig über zukünftige Veranstaltungen

DKE: Wir haben gesehen, dass die Vornorm eine hohe Relevanz hat. Inzwischen soll sie im Rahmen der europäischen Batterieverordnung zum Vorbild für das Thema Repurposing in Europa werden. Was läuft da gerade?

Hetzler: Die Europäische Union hat mit dem Standardisierungsmandat M/579 eingefordert, einen normativen Rahmen für das Repurposing zu schaffen. In diesem Kontext ist die deutsche Vornorm zur Leitlinie für die europäische Norm geworden. Wir haben aus Deutschland sehr viele Inputs geliefert, die Zuspruch finden. 

An der Umsetzung arbeitet derzeit das CENELEC Gremium CLC/TC 21X. Durch die geleistete Vorarbeit könnte die harmonisierte europäische Norm vergleichsweise schnell entstehen, auch wenn wir das ursprüngliche Ziel der europäischen Kommission zur Umsetzung nicht mehr einhalten können.

DKE: Wenn diese Norm veröffentlicht wird, inklusive der Vorgaben zur Verwendung einzelner Module – eröffnen sich dann nicht auch völlig neue Einsatzmöglichkeiten?

Hetzler: So ist es. Der Einsatz der kompletten Fahrzeugbatterie ist, wie schon gesagt, limitiert. Sie hat ein recht großes Gehäuse, außerdem darf man sie i. d. R. nicht senkrecht montieren. Das heißt, wir haben bislang Applikationen als Großspeicher für die Industrie, um Spitzenlasten zu puffern und damit Energiekosten zu senken. 
Wenn ich aber einzelne Module verwenden darf, bin ich deutlich flexibler in der Anwendung. Ich kann sie nach Bedarf zusammensetzen, bin frei in der endgültigen Vermaßung und kann damit auch kleinere Speicher sinnvoll aufbauen.

DKE: Zum Schluss noch einmal ganz kurz zum DKE HotSpot in Frankfurt Ende September. Warum sollten Normen-Anwender unbedingt daran teilnehmen?

Zeyen: Es ist ein junges Produktfeld und es gibt dazu nicht viele Angebote, bei denen man sich mit anderen Praktikern austauschen kann. Außerdem besteht die Möglichkeit, in so einem Format auf die Normung Einfluss zu nehmen und eigene Ideen einzubringen. Das lohnt sich auf jeden Fall, und wir freuen uns auf den Austausch.

DKE: Vielen Dank für das Gespräch!
 

Die Elektromobilität ist eine Sprunginnovation, die ein neues, übergreifendes Systemdenken erfordert. Um die deutsche Wirtschaft erfolgreich im Bereich Mobility zu positionieren, ist es wichtig, die positiven Effekte von Normen und Standards von Beginn an in den Entwicklungsprozess einzubeziehen und damit voll auszuschöpfen. Gleiches gilt aber auch für die jüngsten Entwicklungen im Bereich der Mobilität – die Mikromobilität. Weitere Inhalte zu diesem Fachgebiet finden Sie im