Die Reparatur von Auto- und E-Bike-Batterien spart Geld und Ressourcen, doch Probleme bremsen das Branchenwachstum
Rich Benoit erhält etwa dreimal täglich Anrufe von Besitzern eines alten Tesla Model S, dessen Batterie in seiner Autowerkstatt The Electrified Garage zu versagen beginnt.Batterien, die eine Reichweite von Hunderten von Kilometern bieten könnten, reichen plötzlich nur noch für 50 Meilen mit einer Ladung.Für diese Fahrzeuge gibt es oft keine Garantie und der Austausch der Batterie kann bis zu 15.000 US-Dollar kosten.
Bei den meisten Produkten ist die Reparatur eine wirtschaftlichere Option als der Austausch.Benoit, der eine der wenigen unabhängigen Tesla-Reparaturwerkstätten in den USA betreibt, sagte, viele Tesla-Batterien seien theoretisch reparierbar.Aber aufgrund des Zeit- und Schulungsaufwands, Sicherheitsbedenken und der Komplexität der Reparatur kann die Reparatur einer Autobatterie in seiner Werkstatt laut Benoit bis zu 10.000 US-Dollar kosten, mehr als die meisten Verbraucher zu zahlen bereit sind.Stattdessen entscheiden sich viele Menschen dafür, ihre alten Autos zu verkaufen oder zu verschrotten und dann einen brandneuen Tesla zu kaufen, sagte er.
„[Das Auto] ist jetzt fast wie ein Verbrauchsgegenstand, wie ein Fernseher“, sagte Benoit.
Benoits Erfahrung weist auf ein Problem hin, mit dem die ersten Anwender von Elektrofahrzeugen und elektrischen Mikromobilitätsgeräten wie E-Bikes und E-Scootern konfrontiert werden: Diese Fahrzeuge enthalten große, teure Batterien, die mit der Zeit unerschwinglich werden.Die Wiederaufbereitung dieser Batterien kann Nachhaltigkeitsvorteile bieten, indem Energie und Ressourcen eingespart werden, die sonst für die Herstellung neuer Batterien verwendet würden.Dies ist besonders wichtig für Elektrofahrzeuge, die über sehr große Batterien verfügen, die über Jahre hinweg genutzt werden müssen, um die bei ihrer Herstellung entstehenden Kohlendioxidemissionen auszugleichen.Viele Elektrofahrzeuge und Elektrofahrzeugbatterien sind jedoch so konstruiert, dass sie schwer zu reparieren sind, und einige Hersteller raten aufgrund von Sicherheitsbedenken aktiv von dieser Praxis ab.Konstruktionsprobleme, Sicherheitsanforderungen und Teileknappheit erschweren es den wenigen unabhängigen Mechanikern, die mit der Wartung der Batterien von Elektrofahrzeugen oder E-Bikes beauftragt sind, sich Reparaturen zu leisten.
„Im Müll liegen viele Batterien, die wiederaufbereitet werden können“, sagt Timothée Rouffignac, der in Brüssel, Belgien, eine kleine Reparaturfirma für E-Bike-Batterien namens Daurema leitet.Aber „da sie nicht für die Reparatur gedacht sind, ist es schwierig, einen guten Preis zu finden.“
Lithium-Ionen-Batterien in Smartphones enthalten eine „Zelle“, die aus einer Graphitanode, einer Metallkathode und einem flüssigen Elektrolyten besteht, der es Lithiumionen ermöglicht, sich von einer Seite zur anderen zu bewegen und so ein elektrisches Potenzial zu erzeugen.Batterien für Elektrofahrräder enthalten typischerweise Dutzende Zellen.Mittlerweile können Batterien von Elektrofahrzeugen Hunderte bis Tausende einzelner Zellen enthalten, die oft in „Module“ verpackt und dann zu Batteriepaketen zusammengefasst werden.Zusätzlich zu den Zellen und Modulen verfügen Batterien von Elektrofahrzeugen und E-Bikes häufig über ein Batteriemanagementsystem, das den Zustand der Batterie überwacht und die Lade- und Entladeraten steuert.
Alle Lithium-Ionen-Batterien verschlechtern sich mit der Zeit und müssen schließlich ersetzt werden.Wenn eine Batterie jedoch viele einzelne Zellen und andere Komponenten enthält, kann ihre Lebensdauer manchmal durch Reparatur verlängert werden. Dabei handelt es sich um einen Prozess, der die Identifizierung und den Austausch beschädigter Zellen oder Module sowie die Reparatur anderer fehlerhafter Komponenten, wie beispielsweise eines fehlerhaften Batteriemanagementsystems, umfasst.In manchen Fällen muss nur ein Modul ausgetauscht werden.Durch den Austausch dieses Moduls und nicht durch den Austausch der gesamten Batterie werden der Bedarf an Metallen wie Lithium sowie die Kohlenstoffemissionen reduziert, die mit der Herstellung einer Ersatzbatterie (oder eines neuen Autos) verbunden sind.Dies macht die Batterieaufbereitung „ideal für eine Kreislaufwirtschaft (ein System, das Ressourcen spart und wiederverwendet)“, sagte Gavin Harper, ein Forscher, der Batterienachhaltigkeit an der Universität Birmingham im Vereinigten Königreich untersucht.
Auch wenn es nicht unbedingt günstig ist, können Sie durch die Reparatur Ihrer Batterie Geld sparen.Normalerweise kostet die Reparatur einer Elektrofahrzeugbatterie etwa die Hälfte der Kosten einer neuen Batterie.Cox Automotive schätzt, dass das Unternehmen seit Beginn des Angebots von Reparaturdiensten für Elektrofahrzeugbatterien im Jahr 2014 mehr als 1 Gigawattstunde an Batterien eingespart hat, genug, um etwa 17.000 neue Elektrofahrzeuge vor der vorzeitigen Entsorgung zu versorgen.
„Es gibt viele Gründe, warum eine Reparatur kostengünstiger ist als ein Austausch“, sagte Helps gegenüber Grist.
Experten sagen jedoch, dass Batteriereparaturen gefährlich sind und nicht zu Hause oder von Anfängern durchgeführt werden sollten.Wenn der Akku während der Reparatur beschädigt wird, kann es zu einem Kurzschluss kommen, der einen Brand oder eine Explosion zur Folge haben kann.Wenn bei Reparaturen keine geeigneten Hochspannungshandschuhe getragen werden, kann dies zu einem Stromschlag führen.Wenn man nicht weiß, was man tut, „spielt man mit dem Feuer“, sagte John Matna, Inhaber der E-Bike-Reparaturwerkstatt Chattanooga Electric Bike Co. Er stellte fest, dass einige Batterien von Elektrofahrrädern „genug Strom enthalten, um zu töten“. eine Person."
Es hilft zu sagen, dass die Batterieaufbereitung mindestens eine Hochspannungsschulung, elektrische Erfahrung, persönliche Schutzausrüstung und „ein grundlegendes Verständnis der Architektur und der Funktionsweise von Batterien“ erfordert.Wer die Batterien von Elektrofahrzeugen reparieren möchte, benötigt außerdem Ausrüstung, um das Fahrzeug vom Boden anzuheben und die Batterie, die Tausende von Pfund wiegen kann, physisch zu entfernen.
„Nur sehr wenige Menschen können oder sollten so etwas überhaupt versuchen“, sagte Benoit.
Aber auch wer entsprechend geschult ist, hat konstruktionsbedingt oft Schwierigkeiten mit der Reparatur von Akkus in Elektrofahrzeugen oder E-Bikes.Viele E-Bike-Akkus werden in robusten Kunststoffboxen geliefert, die sich nur schwer oder gar nicht öffnen lassen, ohne die internen Komponenten zu beschädigen.In einer E-Bike-Batterie oder einzelnen EV-Batteriemodulen sind die Zellen häufig zusammengeklebt oder verschweißt, sodass sie einzeln nur schwer oder gar nicht ausgetauscht werden können.Darüber hinaus enthalten einige Batterien von Elektrofahrzeugen, wie ein Bericht der Europäischen Umweltagentur aus dem Jahr 2021 hervorhebt, Software, die bei Anzeichen von Manipulation dazu führen kann, dass sich die Batterie abschaltet.
Die Hersteller behaupten, dass ihre Batterien auf eine Verbesserung der Sicherheit, Haltbarkeit und Leistung ausgelegt sind. Dies kann jedoch auf Kosten der Reparierbarkeit gehen, da viele Hersteller, die die Garantiezeit abdecken (in der Regel zwei Jahre bei großen Marken und E-Bike-Marken), kostenlosen Ersatz anbieten oder mit Rabatt.Batterien.Elektrofahrzeuge halten 8 bis 10 Jahre oder 100.000 Meilen.Befürworter von Reparaturen argumentieren hingegen, dass modulare Designs mit reversiblen Befestigungselementen wie abnehmbaren Clips oder Klebebändern nicht unbedingt die Sicherheit beeinträchtigen und dass die Vorteile von Reparaturdesigns die Kosten bei weitem überwiegen.
Europäische Politiker beginnen, den Befürwortern zuzuhören.Im August hat die Europäische Union eine neue Verordnung verabschiedet, die darauf abzielt, Batterien umweltfreundlicher zu machen.Darin ist unter anderem eine Regelung enthalten, die vorschreibt, dass Batterien in E-Bikes und anderen „Light Vehicles“ wie E-Scootern bis auf die Einzelzellenebene von unabhängigen Fachleuten gewartet werden müssen.Die europäische E-Bike-Industrie hat sich aufgrund von Bedenken hinsichtlich der Sicherheit, der Batteriezertifizierung und der rechtlichen Haftung entschieden gegen die Regel ausgesprochen und kämpft nun mit der Frage, wie sie diese einhalten kann.
„Wir prüfen noch, wie wir die Anforderungen der neuen EU-Batterieverordnung erfüllen und gleichzeitig die geltenden Sicherheitsvorschriften und unsere hohen Qualitätsstandards einhalten können“, sagte E-Bike-Batteriehersteller Bosch gegenüber Grist.Bosch wies auf die Herausforderungen hin, vor denen die Hersteller stehen.„Der gegenteilige Trend ist in den Vereinigten Staaten zu beobachten“, wo „strengere Vorschriften und höhere Standards für E-Bike-Batterien und -Systeme eingeführt werden.“
Tatsächlich hat die Federal Consumer Product Safety Commission kürzlich angekündigt, dass sie die Vorschriften für E-Bikes und deren Batterien überprüft.Dies geschieht, nachdem eine kürzliche Flut von E-Bike-Batteriebränden auch örtliche politische Maßnahmen veranlasst hat.Der New Yorker Stadtrat hat kürzlich seine Brandschutzvorschriften geändert, um den „Zusammenbau oder die Reparatur von Lithium-Ionen-Batterien“ aus gebrauchten Batterien anderer Batterien zu verbieten, was Reparaturbetriebe manchmal tun.
Die Stadt hat außerdem kürzlich ein Gesetz verabschiedet, das Hersteller von Elektrofahrzeugen verpflichtet, sicherzustellen, dass die Batterien ihrer Produkte nach der Designnorm UL 2271 zertifiziert sind, was die Sicherheit verbessern soll.Wiederaufbereitete Batterien erfüllen diese Anforderungen, sagte Ibrahim Jilani, globaler Direktor für Verbrauchertechnologie bei UL Solutions, einem multinationalen Unternehmen, das Sicherheitszertifizierungsstandards für eine breite Palette von Industrie- und Verbraucherprodukten und -materialien prüft.Ein Standard.Gilani sagte jedoch, dass Reparaturunternehmen „das Design so beibehalten müssen, wie es vor der Reparatur war“, einschließlich der Verwendung von Batterien und elektronischen Komponenten derselben Marke und desselben Modells.Batterie-Reparaturwerkstätten müssen außerdem viermal im Jahr UL-Inspektionen vor Ort durchführen, was sie mehr als 5.000 US-Dollar pro Jahr kosten wird, sagte Jilani.*
Im Vergleich zu Elektrofahrrädern gehen die Gesetzgeber bei der Reparatur von Elektrofahrrädern relativ entspannt vor.In den Vereinigten Staaten gibt es keine spezifischen Gesetze oder Vorschriften, die sich mit diesem Problem befassen.Auch die neuen Batterievorschriften der EU beziehen sich nicht auf Reparaturen an Batterien von Elektrofahrzeugen, sondern empfehlen dem Gesetzgeber lediglich, die Vorschriften für einzelne Fahrzeuge zu aktualisieren, „um sicherzustellen, dass diese Batterien entfernt, ersetzt und zerlegt werden können“.
Der Deutsche Versicherungsverband GDV „unterstütze die Idee nachdrücklich“, sagte ein Sprecher gegenüber Grist.Im Oktober veröffentlichte die Gruppe die Ergebnisse einer Studie, die ergab, dass die Reparatur von Elektrofahrzeugen ein Drittel teurer ist als vergleichbare benzinbetriebene Fahrzeuge, ein Ergebnis, das teilweise durch die hohen Kosten für die Reparatur oder den Austausch von Batterien erklärt wird.
„Viele Autohersteller erlauben keine Batteriereparaturen, selbst wenn der Batteriekasten leicht beschädigt ist“, sagte ein GDV-Sprecher gegenüber Grist.Autohersteller beschließen manchmal, die Batterie auszutauschen, wenn das Auto einen Unfall hatte, bei dem der Airbag ausgelöst wurde.Beide Praktiken „können zu erhöhten Reparaturkosten“ und letztendlich zu höheren Versicherungsprämien führen, sagte der Sprecher.
Neue Vorschriften zur Reparierbarkeit von Batterien für Elektrofahrzeuge kommen zu einem kritischen Zeitpunkt.Laut Helps von Cox Automotive gibt es zwei gleichzeitige Trends beim Design von Elektrofahrzeugbatterien: „Batterien werden entweder sehr einfach zu warten sein, oder sie werden überhaupt nicht mehr in der Lage sein, sie zu warten.“
Einige Batterien, wie zum Beispiel die Batterien des Volkswagen ID.4, verfügen über Module im Lego-Stil, die sich leicht entfernen und austauschen lassen.Andere Akkupacks, wie zum Beispiel der neue Tesla 4680 Akkupack, enthalten überhaupt keine Module.Stattdessen werden alle Zellen zusammengeklebt und am Akkupack selbst befestigt.Helps beschreibt dieses Design als „irreparabel“.Wird ein beschädigter Akku festgestellt, muss der gesamte Akku ausgetauscht werden.
„Es ist immer noch eine vollständig recycelbare Batterie“, sagte Helps.„Man kann es einfach nicht reparieren.“
Dieser Artikel wurde ursprünglich von Grist veröffentlicht, einer gemeinnützigen Medienorganisation, die sich mit Klima, Gerechtigkeit und Lösungen beschäftigt.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 26. Dezember 2023