In der Literatur existieren unterschiedliche Begriffserklärungen zur Beschreibung der Wieder- und Weiterverwendungsstrategien für Traktionsbatterien. Die Definitionen des „Refurbishment“ und des „Remanufacturing“ werden teilweise synonym verwendet. Des Weiteren variieren die Prozessgrenzen in der Literatur, so dass die einzelnen Aufbereitungsstrategien mehrere oder wenige Prozessschritte umfassen können. Die Festlegung des Begriffs „Refurbishment“ wird zusätzlich durch das Problem fehlender weltweit akzeptierter rechtlicher Definitionen erschwert.1
Um die Begriffe der Reparatur, des Refurbishments und des Remanufacturings einheitlich zu gestalten, wird an dieser Stelle anhand der Produktqualität am Ende des jeweiligen Prozesses differenziert. Während das Remanufacturing einen Prozess beschreibt, der die Qualität eines Neuprodukts erreicht, ist das Refurbishment weniger aufwendig. Zwar wird beim Refurbishment die Qualität der Traktionsbatterie aufgebessert, jedoch kann es die Qualitätsstandards einer neu produzierten Batterie nicht erfüllen. Daher ist der Prozessaufwand des Refurbishments zwischen demjenigen einer Reparatur und dem des Remanufacturings einzuordnen.2 Eine Unterscheidung der einzelnen Begriffe ist in Tab. 40.1 zusammengefasst.
Tab. 40.1
Vgl. Kwade et al. (Ressourcenschonende Batteriekreisläufe – mit Circular Economy die Elektromobilität antreiben) 2020, S. 71 ff.
Prozess | Beschreibung | Prozessergebnis | Aufwand |
|---|---|---|---|
Repair (Reparatur) | Einfache Reparatur ohne komplexe Fehlersuche und aufwendige Zerlegung | Wiederherstellung eines Betriebszustands wie vor dem Defekt | Gering |
Refurbishment (Aufbereitung/Instandsetzung) | Komplexe Instandsetzung mit aufwendiger Fehlersuche und Zerlegung | Herstellung eines an neue Fahrzeuganwendungen angepassten Betriebszustands | Mittel |
Remanufacturing (Refabrikation/Wiederinstandsetzung) | Aufwendige Ertüchtigung in einen Zustand „wie neu“ inklusive der Aufbereitung von Systemkomponenten | Das Produkt erhält Neuproduktstatus mit Garantieversprechen | Hoch |
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Je nach individuellem Defekt können Werkstätten unzureichend ausgerüstet sein, um Aufbereitungsmaßnahmen umzusetzen, die über gängige Dienstleistungen hinausgehen. In diesem Fall wird lediglich eine Reparatur vor Ort vorgenommen. Batterie systeme, deren Fehlerursachen nicht durch eine Reparatur behoben werden können, müssen in besser ausgestattete Batterie-Refurbishment-Center überführt werden. In diesen Arbeitsstätten betreiben Fachleute Ursachenforschung, um die defekte Batterie instand zu setzen. Dabei können eine aufwendige Zerlegung des Batteriesystems und der Austausch defekter Komponenten erfolgen. In Abhängigkeit von der Qualität des aufbereiteten Batterie zustands wird das Batteriesystem im Fahrzeug weiterverwendet oder in eine Second-Life-Anwendung überführt.3 Zur Unterscheidung der Aufbereitungsstrategien sind in Tab. 40.2 beispielhafte Batteriefehler erläutert.
Tab. 40.2
Beispiele zum Prozess der Fehlerbehebung unterschiedlicher Aufbereitungsstrategien
Repair | Refurbishment | Remanufacturing | |
|---|---|---|---|
Fehlermeldung | Temporärer Ausfall der Kommunikation zum Batteriesystem | Warnung vor geringem Isolationswiderstand durch Isowächter | Zu geringe Kapazität |
Fehlersuche | Überprüfung der Steckverbindungen | Öffnen des Batteriesystems sowie optische und elektrische Inspektion | Öffnen des Batteriesystems und-moduls |
Fehlerbehebung | Steckertausch | Finden und Entfernen eines Partikels | Austausch defekter Module |
Aus der Sicht des Batterielebenszyklus gehört das Refurbishment zu einer der wichtigsten Optionen der Restwertausnutzung von Altbatterien.4 Das Potenzial besteht in der Erweiterung der nutzbaren Batterielebensdauer durch Wiederverwendung in EVs oder durch Weiterverwendung im „Second Life“, was erst durch den Refurbishment-Prozess ermöglicht wird. Deshalb wirkt sich das Batterie-Refurbishment gleichermaßen positiv auf den Elektrofahrzeugmarkt und auf den Energiesektor aus. EVs profitieren hierbei von einer verbesserten Gesamtökobilanz aufgrund eines reduzierten ökologischen Fußabdrucks des Batteriesystems.5 Darüber hinaus ist das Refurbishment im Vergleich zum Remanufacturing aufwandsärmer, weil das Produkt zu seiner ursprünglichen Funktion ertüchtigt und keine neuartige Produktqualität fokussiert wird. Die Verwendung aufwandsarmer Aufbereitungsprozesse ist entscheidend, da sie die Wirtschaftlichkeit potenzieller Weiterverwendungsszenarien über den Preis einer aufbereiteten Batterie weitgehend mitbestimmen. Die Kosten für das Refurbishment von Traktionsbatterien für den Zweitgebrauch lagen im Jahr 2020 zwischen 25 und 49 US$/kWh.6 Abhängig vom Zustand der Batterie sowie vom prognostizierten Anwendungsgebiet, variiert der Umfang des Aufbereitungsprozesses, worin ein Grund für die breite Preisspanne liegt.7
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