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May 29, 2023

Die Startups bringen den umweltfreundlichen Transport auf Touren, indem sie die Leistung von Elektrofahrzeugbatterien freisetzen

15. Mai – Es gibt ein grundlegendes Problem mit der aktuellen Massenbewegung

15. Mai – Es gibt ein grundlegendes Problem mit der aktuellen Bewegung hin zur Masseneinführung von Elektrofahrzeugen. Nun, es gibt ein paar – David Oudsandjii konzentriert sich auf eines. Er ist Mitbegründer von Voltfang, einem schnell wachsenden deutschen Startup. Das Unternehmen wandelt alte Elektrofahrzeugbatterien in Energiespeichersysteme um, eine Lösung, die seiner Meinung nach ein entscheidendes Versäumnis beseitigt: die unangemessene Betonung des Recyclings solcher Batterien.

In einer wirklich nachhaltigen und kreislauforientierten Gesellschaft, in der Ressourcen so lange wie möglich genutzt werden, steht Recycling in der Abfallhierarchie ganz unten – der schlechte Cousin von Wiederverwendung und Aufarbeitung. Es ist fast peinlich einfach: Der Slogan „Reduzieren, wiederverwenden, recyceln“ wurde tatsächlich vor mehr als 50 Jahren geprägt.

„Sehen Sie, die OEMs (Originalgerätehersteller) recyceln die Batterien einfach, ohne ihnen ein zweites Leben zu geben, was dumm ist“, sagt er.

Mit der zunehmenden Verbreitung kohlenstoffarmer Transportmittel wird Recycling ein notwendiger Bestandteil des Elektrifizierungsökosystems sein. Schließlich haben die Hersteller mit einer möglicherweise schwindenden Rohstoffknappheit zu kämpfen, um beispielsweise Neubatterien herzustellen, und neue Gesetze, wie der vorgeschlagene EU-Gesetzentwurf, der nachhaltigere und zirkulärere Batterien vorschreibt, werden in Kraft treten.

Einige Elektrofahrzeugmarken drängen jedoch auf eine stärkere Kreislaufwirtschaft bei der Verwendung von recycelten Materialien in ihren Fahrzeugen. Im vergangenen Oktober kündigte die Renault-Gruppe Pläne an, im Rahmen ihrer neuen Einheit „The Future is NEUTRAL“ Europas erstes Batterierecyclingsystem mit geschlossenem Kreislauf zu entwickeln. Polestar hat sich inzwischen mit Cyclic Materials zusammengetan, um recycelte Seltenerdmineralien wie Neodym und Dysprosium in den Magneten seiner Motoren zu verwenden. Motoren haben nach Batterien den zweithöchsten Rohstoff-Fußabdruck.

Es werden auch beträchtliche Investitionen in die Entwicklung der Recycling-Infrastruktur gesteckt, beispielsweise in das Darlehen der US-Regierung in Höhe von 2 Milliarden US-Dollar, das Redwood Materials kürzlich für den Ausbau seiner Batterierecyclinganlage erhalten hat.

Doch Voltfang gehört zu den wenigen bahnbrechenden Startups, die eine Vorrecyclinglösung für Batterien entwickeln. Da die Welt langsam den Übergang zu nachhaltigeren Formen der Mobilität vollzieht, werden eine ganze Reihe von Ansätzen erforderlich sein. Glücklicherweise sind Cleantech-Startups in diesem Bereich gut aufgestellt und bereit.

Mit jedem Ladezyklus eines Lithium-Ionen-Akkus geht ein kleiner Teil seiner Kapazität verloren, was sich mit der Zeit auf die Reichweite auswirkt. Alle heute auf dem Markt erhältlichen Elektrofahrzeuge haben eine Garantie von acht bis zehn Jahren oder 100.000 Meilen. Eine Batterie, die nach 10 bis 15 Jahren einen Teil ihrer Kapazität verloren hat, ist für manche Elektrofahrzeugbesitzer möglicherweise nicht mehr geeignet (abhängig von ihrer Toleranz für häufigeres Laden), ist aber, wie Oudsandjii und seine Mitbegründer vor einigen Jahren herausfanden, gebraucht Batterien haben als Teil eines Energiespeichersystems immer noch einen unglaublichen Wert.

Die Lösung von Voltfang kann Strom für Spitzenlastzeiten oder bei Stromausfällen bereitstellen, und solche Systeme können Teil der umfassenderen Dezentralisierung der Energie sein, die nach Ansicht einiger ein entscheidender Aspekt des grünen Wandels ist.

Oudsandjii sagt, dass die Bereitstellung eines zweiten Lebens für Batterien für Automobilhersteller auch kostengünstiger ist als das Recycling, da Voltfang die verbrauchten Systeme in der Regel zu einem höheren Preis kauft, als es für den Hersteller kosten würde, sie recyceln zu lassen. „Letztendlich senken sie die Kosten und verlängern zudem die Lebensdauer der Batterien“, sagt er.

Das Startup hat gerade eine erfolgreiche Seed-Runde abgeschlossen, verfügt über Verträge mit Aldi Nord und einer großen Fast-Food-Kette sowie einen Liefervertrag mit einem „riesigen OEM“, sagt Oudsandjii. Mit 53 Mitarbeitern und einem wachsenden Partnernetzwerk ist die Zukunft rosig.

Dies gilt auch für andere Start-ups, die im Bereich der nachhaltigen Mobilität tätig sind, der heutzutage zum Synonym für Elektrifizierung geworden ist.

WiTricity, ein Startup mit Niederlassungen in Watertown, Massachusetts, und Mägenwil, Schweiz, möchte eine weitere Innovation für Elektrofahrzeuge ausbauen: das kabellose Laden. Die Technologie des Unternehmens ersetzt die Stromversorgung über eine Steckdose und ermöglicht es Besitzern von Elektrofahrzeugen, ihre Fahrzeuge aufzuladen, indem sie über einer speziellen Ladefläche parken.

CEO Alex Gruzen sagt, es habe zehn Jahre gedauert, bis die Branche sich auf einen gemeinsamen Standard geeinigt habe, aber jetzt geht es aufwärts. „Wir arbeiten seit Jahren mit den Autoherstellern zusammen, um einen globalen Standard für diese Technologie zu schaffen, der 2020 ratifiziert wurde, und jetzt beginnen die ersten Produkte auf den Markt zu kommen“, sagt er.

Dazu gehören in Südkorea erhältliche Hyundai Genesis-Modelle und ein Luxus-Kleinwagen-SUV des chinesischen Autoherstellers FAW. WiTricity hat außerdem kürzlich angekündigt, mit dem Technologieunternehmen ABT e-Line zusammenzuarbeiten, um den Volkswagen ID.4 so aufzurüsten, dass er kabelloses Laden unterstützt.

Aber kann die Technologie über den Premium-Elektrofahrzeugmarkt hinausgehen? Gruzen glaubt es rechtzeitig. „Alles Neue hat eine Akzeptanzkurve, allein aufgrund der Geschwindigkeit, mit der Autohersteller ihre (Modelle) aktualisieren können. Wenn sie gerade etwas Heißes sehen, brauchen sie immer noch drei Jahre, um es in Produktion zu bringen“, sagt er.

WiTricity gab außerdem kürzlich eine Zusammenarbeit mit Yutong Bus bekannt, das einen Anteil von 38 % am chinesischen Busmarkt hat, um drahtloses Laden seiner autonomen Elektrobusse bereitzustellen. Begeistert ruft Gruzen ein Video auf, in dem eine Schar fahrerloser Busse in ein Depot für kabelloses Laden gleitet.

Angesichts der im letzten Jahr angekündigten Investition von Siemens ist Gruzen optimistisch, dass das Unternehmen in der Lage sein wird, kabelloses Laden mehr zum Mainstream zu machen.

„Mit Siemens als Partner können wir jetzt Parkplätze, Garagen für Bürogebäude und Gewerbedepots ansteuern“, sagt er.

Auch der Inflation Reduction Act (IRA) in den USA werde dazu beitragen, dass die Dinge zügig voranschreiten, sagt er: „Aufgrund der im IRA verfügbaren Sondermittel werden die Amerikaner bald Zugang zu einem stark erweiterten Ökosystem für das Laden von Elektrofahrzeugen haben, wovon wir glauben.“ wird das kabellose Laden von WiTricity beinhalten.“

Er vertritt auch die Idee des „Snackable“-Ladens, bei dem kleinere Ladevorgänge über drahtlose Punkte, die überall dort verteilt sind, wo ein Auto anhalten muss, längere Plug-in-Vorgänge ersetzen. Insbesondere bei größeren Fahrzeugen wie Lieferwagen oder Lastkraftwagen könnte diese Art des periodischeren Ladens „die Größe des Batteriepakets drastisch reduzieren“, sagt Gruzen, und dadurch die Menge der benötigten kritischen Mineralien verringern.

Ein solches „Power-Snacking“ passt gut zu dem Modell, das das in Spanien ansässige Unternehmen Trucksters entwickelt hat, das eine neue Ära der Elektrologistik anstrebt.

Das KI-gestützte Relaissystem des Speditionsunternehmens sorgt dafür, dass die Güter bei einer Pause des Fahrers auf ein anderes Fahrzeug umgeladen werden, wo sie ihren Weg fortsetzen. „Stellen Sie sich eine Route beispielsweise von Madrid nach Düsseldorf vor“, sagt Marta Gomez-Navarro Montes, Vizepräsidentin für Flottenqualität und -bindung sowie Nachhaltigkeit.

„Anstatt die gesamte Strecke in einem einzigen LKW mit den obligatorischen Stopps zu erledigen, werden in diesem Fall drei Relais ausgeführt. Es wird also angehalten, der Förderkopf gewechselt und die Ladung läuft weiter.“ Mit diesem Modell gelangen die Waren schneller ans Ziel und die Leerkilometer werden im Vergleich zum Branchendurchschnitt um bis zu 50 % reduziert, erklärt sie. Auch das Wohlbefinden der Fahrer wird verbessert: „Sie können deutlich häufiger als der Branchendurchschnitt zu ihrem Stützpunkt oder nach Hause zurückkehren.“

Und wo kommt die Elektrifizierung ins Spiel? Das Laden kann gleichzeitig mit einem Relaiswechsel erfolgen. Trucksters strebt an, bis Ende des Jahres einen seiner LKW-Korridore vollständig elektrisch zu betreiben, wobei die Piloten in diesem Quartal beginnen sollen. Die Batteriereichweite ist ein Knackpunkt, aber das Unternehmen hat eine Lösung. „In neun Stunden kann ein Fahrer bis zu 750 km zurücklegen … (aber) die aktuelle Reichweite der Batterien beträgt etwa 300 km, abhängig von der Belastung und verschiedenen Faktoren“, sagt Gomez-Navarro Montes. „Die Idee ist also, dass wir einfach öfter Staffelläufe machen.“

Während Startups ihre Innovationen vorantreiben, fließt Geld in frühere Forschungsphasen. Shima Hamidi ist leitende Forscherin und Direktorin des Center for Climate-Smart Transportation an der Johns Hopkins University. Das Zentrum hat kürzlich vom US-Verkehrsministerium 10 Millionen US-Dollar erhalten, um die Forschung zur Eindämmung des Klimawandels im Verkehrssektor voranzutreiben.

„Die Transportbranche bewegt sich stark in Richtung Elektrofahrzeuge“, sagt Hamidi. „Verkäufe und Akzeptanz nehmen schnell zu, aber es gibt ein paar Probleme damit.“ Das erste ist natürlich, dass das Stromnetz immer noch stark von fossilen Brennstoffen gespeist wird. Während wir auf den Übergang warten, „müssen wir uns auf alternative Kraftstoffe konzentrieren“, fährt sie fort.

Einige von Hamidis Kollegen erforschen solarbetriebene Autos, die ihrer Meinung nach vielversprechend für die Zukunft des nachhaltigen Transportwesens sind. „Wir suchen nach neuen Lösungen: der Entwicklung leichter, lichtabsorbierender und energiespeichernder Materialien für die Herstellung solarbetriebener Autos.“

Andere Forscher der Gruppe arbeiten an neuen Batterietypen mit höherer Reichweite. „Lithium-Schwefel-Batterien können doppelt so viel Energie speichern wie herkömmliche Batterien“, sagt Hamidi und fügt hinzu, dass sie möglicherweise die Reichweite auf 1.750 Meilen erhöhen könnten.

Dennoch bleiben grundlegende Probleme im Zusammenhang mit der Elektrifizierung bestehen: mangelnder Fokus auf echte Zirkularität; die Umweltauswirkungen des Mineralabbaus, ganz zu schweigen von den Auswirkungen auf Land und Menschenrechte; ein Energiesystem, das immer noch von fossilen Brennstoffen abhängig ist. Die Liste ist lang, aber es gibt viele Lösungen und jede Menge Kreativität.

Zurück in Deutschland glaubt der Mitbegründer von Voltfang, dass seine Energiespeichertechnologie von entscheidender Bedeutung sein wird.

„Jeder, der sich mit diesem Thema beschäftigt hat und mit einem Taschenrechner umgehen kann, weiß, worauf es ankommt“, sagt Oudsandjii. „Letztendlich braucht (nachhaltige) Mobilität erneuerbare Energie aus dem Netz … (aber) unser Netz zum Beispiel in Deutschland oder in Europa ist dafür nicht gemacht, das reicht nicht aus. Um die Energiewende wirklich zu meistern.“ „Wir brauchen Kapazitäten, um diese erneuerbaren Energien zu speichern.“

Sarah LaBrecque ist eine freiberufliche Autorin, die ihre Zeit zwischen Ottawa, Kanada und Hertfordshire verbringt. Sie schreibt über nachhaltiges Wirtschaften und ethisches Leben für Publikationen wie den Guardian, Positive News und für eine Reihe von B2B-Kunden.