Effizienz- und Kreislaufpotenziale von Akkusystemen in der E-Mobilität Vergleichende Analyse von vollintegrierten und Wechselakkusystemen

E-Mobilität ist der bedeutendste Trend im Fahrzeug- und Antriebsbereich. Der elektrische Antrieb bietet im Vergleich zum fossilen Verbrennungsmotor und Alternativen wie Wasserstoff oder E-Fuels relevante ökologische Vorteile. Er ist daher neben einer deutlichen Reduktion des motorisierten Individualverkehrs ein zentraler Baustein der Verkehrswende. Die mit Blick auf Rohstoffe und Energieverbrauch kritische Fahrzeugkomponente bei der E-Mobilität ist die Antriebsbatterie. Hier ist aus ökonomischen, ökologischen und sozialen Gründen besonders wichtig, dass die verwendeten Ressourcen möglichst effizient eingesetzt werden. Bisher lag der Fokus in der Elektromobilität primär auf fest integrierten Batterien. Wechselakkusysteme sind in Deutschland noch in einem Anfangsstadium. Im Projekt KreislaufAkkus wurde nun erstmals eine fundierte vergleichende Analyse von herkömmlichen Batterien, die in die Fahrzeugkonstruktion von Elektroautos integriert sind, mit einem Wechselakkusystem durchgeführt, wobei der Schwerpunkt auf dem Segment des elektrischen Pkw lag. 

Auf Basis einer Befragung von rund 2.000 Nutzenden und einer Analyse der Auswirkungen auf Batterie, Fahrzeugbau und Infrastruktur konnte gezeigt werden, dass austauschbare Batteriesysteme mehrere zentrale Herausforderungen der Elektromobilität adressieren können. Sie bieten Lösungen für verschiedene Hemmnisse, die Nutzende derzeit mit der Elektromobilität verbinden – wie etwa die begrenzte Reichweite von E-Autos. Außerdem reduzieren austauschbare Batteriesysteme Spitzenlasten im Stromsystem und ermöglichen die Nachrüstung älterer Fahrzeuge mit modernen Batterietechnologien, was eine Kreislaufwirtschaft erleichtert. Wechselakkusysteme erfordern jedoch eine hohe Anfangsinvestition, umfangreiche Standardisierungsmaßnahmen und Anpassungen in der Fahrzeugkonstruktion.
 
Ökonomisch haben austauschbare Batteriesysteme und konventionell integrierte Batteriesysteme Vor- und Nachteile. Während Ladestationen aktuell rentabler sind, könnten Geschäftsmodelle wie „Battery-as-a-Service“ – also Batterien zu leasen – die Wirtschaftlichkeit von Wechselakkus steigern. Die regionalwirtschaftlichen Effekte sind in der Herstellungsphase bei Ladesäulen höher als bei Wechselakkustationen, in der Betriebsphase dagegen deutlich geringer.
 
Ökologisch sind die Emissionen und der Ressourcenverbrauch beider Konzepte vergleichbar. Wechselakkus bieten jedoch Potenziale zur Ressourcenschonung, da Batterien je nach Mobilitätsbedarf unterschiedlich groß dimensioniert werden können. Eine notwendige Standardisierung könnte zudem zu effizienteren Recyclingprozessen führen.