Kreislaufwirtschaft Nach dem Crash gibt es ein zweites Leben für Batterie, Getriebe & Co

Anbieter zum Thema

SPN Schwaben Präzision Fritz Hopf GmbH

SCHMIDT-KUPPLUNG GmbH

ipf electronic gmbh

Ob Gebrauchtwagen oder gar Unfallauto: Meist werden solche Exemplare mit hohem Energieaufwand verschrottet. Dies hat allerdings wenig mit einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft zu tun. Deshalb werden im Projekt „Ekoda“ derzeit Alternativen erforscht.

Ob Gebrauchtwagen oder gar Unfallauto: Meist werden solche Exemplare mit hohem Energieaufwand verschrottet. Das ist oft selbst dann der Fall, wenn viele Teile eigentlich noch funktionsfähig sind. Fraunhofer-Forscher engagieren sich deshalb im Projekt Ekoda (Effiziente und wirtschaftliche kreislauforientierte Demontage und Aufbereitung), um den Wegwerfgedanken durch eine bessere Alternative zu ersetzen.

In einem, wie es weiter heißt, komplexen Testverfahren werden dazu zunächst alle Fahrzeugkomponenten untersucht. Ein Bewertungssystem gibt dann Empfehlungen, wie die Bauteile weiterverwendet werden könnten. Das Konzept optimiere folglich die Lebensdauer der einzelnen Teile und ermöglicht den Aufbau einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft im Bereich der Mobilität. Batterien, Getriebewellen oder Zahnräder könnten so auch in Anwendungen außerhalb des Automobils landen. So soll das klassische Recycling abgelöst werden, indem jede Komponente eines Automobils als wertvolle Ressource betrachtet wird – und zwar ganz unabhängig von ihrem aktuellen Einsatz in einem Fahrzeug, so die Zielbeschreibung.

Weil dann weniger Produkte neu hergestellt werden müssen, sinken die Kosten und die CO_{-Emissionen. Auch das vorschnelle Verschrotten von Autos, die noch zum Teil intakt sind, oder der ökologisch wenig sinnvolle Export von defekten Gebrauchtwagen in Länder des globalen Südens würden damit überflüssig oder zumindest reduziert.}

Akkus je nach Schädigungsgrad wiederverwenden

Die Wissenschaftler beschreiben das so: Langsam fährt ein Kamerasystem über den Lithium-Ionen-Akku, der gerade dem Unfallauto entnommen wurde. Es erfasst Typ, Modellbezeichnung, Leistungsklasse (in Kilowatt) und Seriennummer. Die gesammelten Infos werden dabei mit einer internen Datenbank abgeglichen. Im nächsten Schritt wird die Abdeckung des Akkus halbautomatisch für weitere Analysen entfernt. Ein Messsystem erfasst etwa den aktuellen Ladezustand, die Funktionsfähigkeit der Steuerelektronik sowie den Zustand der einzelnen Batteriezellen, wie es weiter heißt.

Aus den Daten erstellt eine vom Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU entwickelte Bewertungssoftware ein detailliertes Zustandsprofil, analysiert es und gibt Empfehlungen für die Weiterverwendung. Eine erst drei oder vier Jahre alte intakte Batterie könne etwa in einem Gebrauchtwagen gleichen Typs durchaus eingesetzt werden. Ist der Energiespeicher schon älter, wäre eine Verwendung in einer kleineren landwirtschaftlichen Maschine denkbar. Sind mehrere Zellen defekt, kann die Batterie im stationären Einsatz – etwa als Stromspeicher für eine Photovoltaikanlage im Eigenheim – noch gute Dienste leisten.

Folglich muss das Batteriesystem nicht entsorgt werden. Es bekommt quasi ein auf seine Leistungsfähigkeit hin zugeschnittenes, zweites Leben. Genau so ließen sich auch andere Autoteile prüfen, um sie eventuell einer neuen Verwendung zuführen zu können. Alles stehe und falle aber mit einer möglichst sorgfältigen, standardisierten und automatisierten Demontage der Einzelteile, die auf eine rasche Weiterverwendung der Komponenten abziele.

Ein zweites Leben für Karosserie und Antriebsstrang

Das oben erwähnte Bewertungssystem wird momentan von einem Team aus Forschern des IWU in Chemnitz entwickelt und optimiert. Dazu gehört auch eine mit Software mit Algorithmen der Künstlichen Intelligenz (KI), die nach Aussage der Experten einen der technischen Schwerpunkte des Projekts bildet.

Außer der Analyse von Batteriespeichersystemen nehmen sich die Chemnitzer aber auch Teile zur Brust, wie Karosserie und Antriebsstrang, heißt es weiter. Bei Teilen des Antriebsstrangs (Wellen oder Zahnrädern aus Stahl oder anderem Metall) könnte auch ein sogenanntes Remanufacturing sinnvoll sein. So könnten Stahlwellen, wenn man sie entsprechend neu umformt, etwa verkleinert werden und anschließend in einer weiteren mobilen Anwendung zum Einsatz kommen, wie die Forscher erklären. Ein Zahnrad aus dem defekten Getriebe eines Autos könnte etwa ein zweites Leben in einem refurbished (generalüberholtem) Elektroroller erhalten, präzisieren die Beteiligten.

Ganzheitlich orientiertes Kfz-Teile-Bewertungssystem

Das Bewertungssystem, das die Forscher aufbauen, wird als komplexes, ganzheitliches System beschrieben. Denn es werde außer den technischen und ökonomischen Aspekten auch ökologische Kriterien gleichberechtigt miteinbeziehen. Ein Beispiel hierfür wären etwa die Aspekte CO₂-Emission oder Energieverbrauch, die bei der Weiterverwendung entstehen. Aber auch Schwankungen im Strompreis könne das Bewertungssystem dynamisch und tagesaktuell berücksichtigen.

Bei der Entwicklung und Ausgestaltung des Bewertungssystems wollen die Experten nach eigenem Bekunden aber noch einen Schritt weitergehen. Das heißt, sie nehmen Lieferketten, Reparaturwerkstätten und Verwerter in den Blick. Deren Bedarfe oder Anfragen nach Ersatzteilen könnten so zukünftig in den Datenpool des Bewertungssystems mit einfließen. Das System wäre dann beispielsweise in der Lage, zu checken, ob eine Werkstatt in der Region genau das Bauteil gebrauchen könnte, das gerade in der Prüfung ist. Die Automobil- und Zuliefererbranche könnte so neue Geschäftszweige wachsen lassen, die den nachhaltigen Einsatz aller Komponenten organisieren, prognostizieren die IWU-Forscher.

Dahinter steckt auch eine Fördermaßnahme des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF), die den erklärten Weg zur „nachhaltigen Mobilität durch kreislauffähige Wertschöpfung“ zu beschreiten hilft. Außer dem Fraunhofer IWU gehören das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik Umsicht in Oberhausen und zahlreiche Industriepartner zum Projektkonsortium.

Das Fraunhofer-Institut Umsicht entwickelt als Forschungspartner im Rahmen des Projekts Ekoda übrigens zirkuläre Geschäftsmodelle, die dann in vielen Branchen implementiert werden können, um bei der Kreislaufwirtschaft in der Praxis mitzuhelfen.  (pk)

(ID:49025984)