von Andrea Stefen
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6. Mai 2021
das hat das Ingenieurbüro Fehringer aus Dortmund für den Energieversorger RheinEnergie AG und die Kölner Verkehrs-Betriebe (KVB AG) umgesetzt. Dreh- und Angelpunkt: Ein durchdachtes Batterie- und Energiemanagementsystem für ausgemusterte Autobatterien. Seit Ende Dezember 2020 steht die fertige E-Bus-Ladestation mit einer Ladeleistung von bis zu 500 kW in Köln-Bocklemünd, die finale Inbetriebnahme ist nun abgeschlossen. Sie ist das praxistaugliche Ergebnis eines Forschungsprojekts, das vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) und dem Projektträger Jülich (PTJ) gefördert worden ist. Äußerlich ähnelt die E-Bus-Ladestation einem gewaltigen Betonklotz, ihr Inneres zeugt jedoch von ingenieurwissenschaftlichem Know-how und einer ordentlichen Portion Innovationsgeist, die den Nahverkehr in öffentlichen Verkehrsnetzen per Bus elektrifiziert – und zwar nachhaltig. Denn erstens wird der dafür notwendige Strom durch freiwerdende Bremsenergie von Straßenbahnen erzeugt, die ansonsten verloren ginge. Und zweitens besteht der Energiespeicher in der E-Bus-Ladestation aus Second-Life-Batterien. Vom Sondermüll zum Zwischenspeicher Bei den eingesetzten Second-Life-Batterien handelt es sich um ausgemusterte E-Auto-Batterien der Ford Werke GmbH. Jede für sich ist mittlerweile zu schwach, um als Antriebsbatterie eines E-Autos zu dienen. Sie sind aber noch kraftvoll genug, um sie im Zusammenschluss als Zwischenspeicher zu nutzen. „Wir hauchen diesen Batterien wieder neues Leben ein“, bringt es Nicolaj Fehringer, geschäftsführender Gesellschafter des Ingenieurbüros Fehringer, auf den Punkt. „Andernfalls hätten diese Batterien als umweltbelastender Sondermüll geendet, obwohl sie noch bis zu 80 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität aufweisen.“ Die Krux: Jede einzelne Batterie hat ihre „eigene Geschichte, ihren eigenen Charakter“. Das erschwert den Zusammenschluss der in Reihe geschalteten Second-Life-Batterien zu einem stabilen Energiespeicher als E-Bus-Ladestation. Die Lösung: „Das von uns entwickelte Batteriemanagementsystem bringt diese Batterien auf ein gemeinsames Spannungslevel. Dafür wird jede einzelne Batteriespannung gemessen und ausbalanciert“, erklärt Nicolaj Fehringer. Das klingt einfacher als es ist. Denn hinter dieser Technik musste ein eigenes Batteriemanagementsystem entwickelt werden, das speziell für das genannte Konzept mit den Second-Life-Batterien zugeschnitten ist. Das dafür ebenso neu entwickelte, übergeordnete Energiemanagementsystem sorgt für das funktionale Zusammenspiel aller technischen Komponenten. Ein Leuchtturmprojekt für mehr Nachhaltigkeit In diesem komplexen System muss der Strom zweimal gewandelt werden: Von Gleichstrom (DC) der Bremsenergie in Wechselstrom (AC) der Batteriespeicher, um im Ladepunkt wieder den Gleichstrom (DC) bereitzustellen, mit dem die E-Busse Strom auftanken zu können. „Dennoch bleibt der Wirkungsgrad der Elektromobilität größer als der von benzinbetriebenen Fahrzeugen“, ist Nicolaj Fehringer überzeugt. Hinzu kommt, dass mit der genutzten Bremsenergie eine bisher verschwendete Energiequelle nutzbar gemacht wird und ausgemusterte E-Autobatterien ein zweites Leben erhalten. Diese E-Bus-Ladestation mit seinem innovativen Batterie- und Energiemanagementsystem sei daher ein „Leuchtturmprojekt“, das die Negativaspekte der E-Mobilität reduziere und die Energiebilanz hin zu mehr Nachhaltigkeit verbessere. Genau das bestätigt auch Jeff Witting vom Auftraggeber RheinEnergie AG: „Wir sind begeistert. Diese multimodale E-Bus-Ladestation zeugt von nachhaltigem Innovationsgeist. Das Konzept ist einmalig in Deutschland und glänzt durch Forschung, Innovation, technischem Know-how und der unter Hochdruck angestrebten Nachhaltigkeit für die Energiewirtschaft.“