Verfügbarkeit: Umwidmung und Weiterverwendung von Traktionsbatterien

Umwidmung und Weiterverwendung von Traktionsbatterien: Szenarien, Dienstleistungen und Entscheidungsunterstützung

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Bibliographische Detailangaben
Weitere Verfasser:	Becker, Jörg 1959- (HerausgeberIn), Beverungen, Daniel 1980- (HerausgeberIn), Winter, Martin 1965- (HerausgeberIn), Menne, Sebastian 1983- (HerausgeberIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Wiesbaden Springer Vieweg [2019]
Schlagworte:	Produktmanagement Vermarktung Traktionsbatterie Geschäftsmodell Lebenszyklus > Wirtschaft Recycling Entscheidungsunterstützung Nutzungsänderung Wiederverwendung Instandsetzung TRC Antriebsbatterie Autobatterie Batterie entladen Batterie laden Batteriemanagement Batteriemanagementsystem E-Mobilität Zukunft Elektroauto Elektromobilität End-of-Life EoL-Management Gebrauchtgütermärkte Second Life Batterie Aufsatzsammlung
Online-Zugang:	Inhaltstext http://www.springer.com/ Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	XXIII, 350 Seiten Illustrationen 25 cm, 802 g
ISBN:	9783658210205 3658210206

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS 1 EINFUEHRUNG IN DIE UMWIDMUNG UND WEITERVERWENDUNG VON TRAKTIONSBATTERIEN.............................................................................. ................ 1 DANIEL BEVERUNGEN, SEBASTIAN MENNE, SASCHA NOWAK, SHAMAHMOOD OBEIDI, FLORIAN PLENTER UND CHRISTOPH HINDERSMANN 1.1 DIENSTLEISTUNGSINNOVATIONEN FUER DIE E LEKTROM OBILITAET ............................. 1 1.2 EINFUEHRUNG IN TRAKTIONSBATTERIEN................................................................. 6 1.2.1 KENNGROESSEN VON LITHIUM-IONEN-BATTERIEN...................................... 6 1.2.2 VON DER ZELLE ZUM S Y S TE M .............................................................. 7 1.3 ALTERUNGS VERHALTEN, UMWIDMUNG UND WEITERVERWENDUNG VON TRAKTIONSBATTERIEN .......................................... 10 1.4 DAS EOL-IS-KONZEPT................................................................................... 12 1.5 STRUKTUR DES HERAUSGEBERBANDES........................ 15 1.6 ZUSAMMENFASSUNG ............................. .......................................... ................ 17 LITERATUR ................................................................................................................. 18 2 END-OF-LIFE-STRATEGIEN FUER TRAKTIONSBATTERIEN.............................................. 21 SEBASTIAN BRAEUER UND ALEXANDER STIEGER 2.1 UE B E RSIC H T............................................................................. 21 2.2 EINFUEHRUNG IN END-OF-LIFE-STRATEGIEN ........................................................ 23 2.2.1 EOL-STRATEGIEN IN DER L ITE RA TU R................ 25 2.2.2 EOL-STRATEGIEN FUER TRAKTIONSBATTERIEN ........................................... 29 2.3 RECHTLICHER RAHMEN FUER DIE ANWENDUNG DER END-OF-LIFE-STRATEGIEN AUF TRAKTIONSBATTERIEN ........................................................................................ 32 2.3.1 AUSWAHL DEUTSCHER GESETZE UND EUROPAEISCHER RICHTLINIEN........... 33 2.3.1.1 KREISLAUFWIRTSCHAFTSGESETZ ..................................... 34 2.3.1.2 BATTERIEGESETZ...................................... .......................... .. . 36 2.3.1.3 ALTFAHRZEUG-VERORDNUNG . .................................................. 39 2.3.1.4 GEFAHRGUTVERORDNUNG STRASSE, EISENBAHN UND BINNENSCHIFFFAHRT ................................................................ 40 2.3.1.5 EUROPAEISCHES UEBEREINKOMMEN UEBER DIE INTERNATIONALE BEFOERDERUNG GEFAEHRLICHER GUETER AUF DER STRASSE ................ 41 2.3.2 EROERTERUNG VON RECHTLICHEN HERAUSFORDERUNGEN FUER DIE UMWIDMUNG UND WEITERVERWENDUNG VON TRAKTIONSBATTERIEN . . . 42 2.4 WIEDERINSTANDSETZUNG VON TRAKTIONSBATTERIEN FUER DIE WIEDERVERWENDUNG 45 2.4.1 M OTIVATION......................................................................................... 45 2.4.2 BEGRIFFSDEFINITION .............................................................................. 46 2.4.3 ZENTRALE PROZESSSCHRITTE.................................................................... 48 2.4.4 HERAUSFORDERUNGEN . . . : ................................................................. 61 2.5 UMWIDMUNG VON TRAKTIONSBATTERIEN FUER DIE WEITERVERWENDUNG.............. 64 2.5.1 M OTIVATION......................................................................................... 65 2.5.2 BEGRIFFSDEFINITION .............................................................................. 66 2.5.3 ZENTRALE PROZESSSCHRITTE........................................................... 71 2.5.4 HERAUSFORDERUNGEN . ..................................................................... 80 2.6 WIEDER- UND WEITERVERWERTUNG VON TRAKTIONSBATTERIEN AUS ELEKTROAUTOS . 86 2.6.1 DETAILLIERUNG DER GRUNDOPERATIONEN DER A UFB EREITU N G ................ 88 2.6.1.1 VORBEREITUNG DURCH ENTLADUNG/DEAKTIVIERUNG ................ 88 2.6.1.2 MECHANISCHE AUFBEREITUNG................................................. 89 2.6.1.3 HYDROMETALLURGIE. . .............................................................. 90 2.6.1.4 PYROMETALLURGIE.................................................................... 90 2.6.2 GEGENUEBERSTELLUNG AUSGEWAEHLTER RECYCLINGVERFAHREN ................... 90 2.6.2.1 RETRIEV TECHNOLOGIES (EHEMALS TOXCO IN C .) ...................... 91 2.6.2.2 RECUPYL S A ......................................................................... 91 2.6.2.3 B ATREC .................. 95 2.6.2.4 U M IC O RE ........................................................... 97 2.OE.2.5 ACCUREC ........................................................... 99 2.6.2.6 AEA .................................................................................. 101 2 . 62.1 MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES.................................................101 2.6.2.8 L ITH O RE C ........................................... 104 2.6.3 VERGLEICH PYRO- UND HYDROMETALLURGIE . ..............................................107 2.6.3.1 TECHNISCHER VERGLEICH............................................................108 2.6.3.2 OEKOLOGISCHER VERGLEICH................ 109 2.7 ZUSAMMENFASSUNG............................................................................................ 112 LITERATUR ...................................................... ...........................................................115 3 DIE UMWIDMUNG GEBRAUCHTER TRAKTIONSBATTERIEN IN DER DETAILBETRACHTUNG 125 SEBASTIAN MENNE, SHAMAHMOOD OBEIDI, CHRISTOPH HINDERSMANN, SEBASTIAN BRAEUER, MARKUS MONHOF UND SASCHA NOWAK 3.1 UE B E RSIC H T................................................... 125 3.2 ALTERUNGSVERHALTEN VON TRAKTIONSBATTERIEN AUS ELEKTROFAHRZEUGEN .... 127 3.2.1 WICHTIGE BATTERIEPARAMETER................................................................. 127 3.2.2 ALTERUNGSVERHALTEN ............................. 128 3.3 KONZEPTE FUER DIE IDENTIFIKATION UND ZUSTANDSBESTIMMUNG ........................... 131 3.3.1 IDENTIFIKATION GEBRAUCHTER TRAKTIONSBATTERIEN . . . ............................. 131 3.3.2 AUSLESEN DIGITALER BATTERIEPARAMETER.................................................132 3.3.3 PRUEFKONZEPTE ZUR ZUSTANDSBEWERTUNG GEBRAUCHTER TRAKTIONSBATTERIEN.................................................................................133 3.3.4 KONZEPTION INNOVATIVER BATTERIEMANAGEMENTSYSTEME: D EREE O L -P ASS....................................................................................137 3.3.4.1 AUFNEHMEN UND ABSPEICHEM DER NUTZUNGS- UND B ATTERIEPARAM ETER.................................................................138 3.3.4.2 STEUERUNG DES LADE- UND ENTLADEVORGANGS.........................142 3.3.4.3 FORTWAEHRENDE UEBERWACHUNG DER FUNKTIONSFAEHIGKEIT DER B ATTERIE........................................................................ 144 3.3.4.4 AUSLESEN DER ABGESPEICHERTEN D A TE N ................................... 144 3.4 PROZESSE FUER DIE UMWIDMUNG UND WEITERVERWENDUNG.................................146 3.4.1 RUECKNAHME GEBRAUCHTER TRAKTIONSBATTERIEN ..................... 149 3.4.2 ZUSTANDSANALYSE AUF PACKEBENE.........................................................153 3.4.2.1 STATUSAUFNAHME...................................................................... 155 3.4.2.2 VISUELLE BEGUTACHTUNG (A U SS E N ) ........................................... 155 3.4.2.3 IDENTIFIKATION DES BATTERIETYPS..............................................156 3.4.2.4 ZUSTANDSBESTIMMUNG MITTELS EE O L -P ASS ........................... 158 3A2.5 ZUSTANDSBESTIMMUNG MITTELS ELEKTRISCHER PRUEFUNG .... 158 3.4.3 ZUSTANDSANALYSE AUF KOM PONENTENEBENE.........................................159 3.4.3.1 ZERLEGEN UND VISUELLE BEGUTACHTUNG (IN N E N ) ...................... 161 3.4.3.2 PRUEFUNG DER EINZELKOM PONENTEN.........................................161 3.4.3.3 Z USAM M ENBAU ............................................................. 162 3.4.4 BESTIMMUNG DER ZWEITVERWENDUNGSSTRATEGIE ................................... 163 3.4.5 BESTIMMUNG DES WEITERVERWENDUNGSSZENARIOS ............. ..!... 164 3.4.6 UMWIDMUNG ............................................................. 168 3.4.7 WEITERE UNTERSTUETZENDE PROZESSE........................ 169 3.4.7.1 TRANSPORTVORBEREITUNG UND TRANSPORT . ................................ 169 3.4.7.2 LAGERUNG..................................................... 172 3.5 ZUSAMMENFASSUNG . . . ............................................................................. 174 LITERATUR ..................................................... 176 4 SZENARIEN UND GESCHAEFTSMODELLE FUER DIE VERMARKTUNG UMGEWIDMETER T RA K TIO N S B A TTE RIE N .................................................................................................179 FLORIAN PLENTER, SEBASTIAN MENNE, CHRISTOPH HINDERSMANN, SEBASTIAN BRAEUER, JOHANNES VOSCORT UND ROBERT MITTMANN 4.1 UE B E RSIC H T..................................................................................... .179 4.2 VERMARKTUNGSPOTENTIALE FUER GEBRAUCHTE TRAKTIONSBATTERIEN ........................ 180 4.3 WERTSCHOEPFUNG MIT GEBRAUCHTEN TRAKTIONSBATTERIEN ........... .. . . . ............. 184 4.3.1 HANDEL GEBRAUCHTER G UETER................................................................... 185 4.3.2 TRAKTIONSBATTERIEN AUS ELEKTROAUTOS ALS GEBRAUCHTES HANDELSGUT . 185 4.3.3 WERTSCHOEPFUNGSKETTE GEBRAUCHTER TRAKTIONSBATTERIEN ...................... 186 4.4 WEITERVERWENDUNGSSZENARIEN . . .............................................................. 190 4.4.1 UE BERSICHT...............................................................................................190 4.4.2 PILOTPROJEKTE ......................................................................................... 199 4.4.2.1 EFFIZIENZHAUS PLUS MIT ELEKTROM OBILITAET..............................200 4.4.2.2 VATTENFALL SECOND-LIFE-SPEICHER.........................................203 4A 2.3 GROSSSPEICHER W ENDELSTEIN ................................................... 204 4.5 GESCHAEFTSMODELLENTWICKLUNG FUER STATIONAERE SPEICHER AUS TRAKTIONSBATTERIEN.............................................................................. . 208 4.5.1 BUSINESS MODEL C AN V AS...................................................................... 209 4.5.2 VORSTELLUNG VON GESCHAEFTSMODELLEN FUER WEITERVERWENDUNGSSZENARIEN UND A NW ENDUNGSFAELLE......................212 4.5.2.1 BEREITSTELLUNG VON PRIM AERREGELLEISTUNG..............................212 4.5.2.2 VERSCHIEBUNG VON L ASTSPITZEN..............................................217 4.5.2.3 OPTIMIERUNG DES E IGENVERBRAUCHS......................................220 4.5.2.4 PUFFERSPEICHER ZUR NETZBEZUGSREDUZIERUNG BEI LADESAEULEN 225 4.5.2.5 OFF-GRID ANWENDUNGEN................................................... 228 4.5.3 VORSTELLUNG VON GESCHAEFTSMODELLENTWUERFEN FUER NEUE A NW ENDUNGSFAELLE ........................................................... 231 4.5.4 UNTERSCHIEDE IN DEN GESCHAEFTSMODELLEN ZWISCHEN DER VERWENDUNG VON FIRST-LIFE- UND SECOND-LIFE-BATTERIEN...................................232 4.5.5 GESCHAEFTSMODELLENTWURF FUER SECOND-LIFE-SOLARSPEICHER FUER PRIVATHAUSHALTE................................... 233 4.6 ZAHLUNGSBEREITSCHAFT FUER SECOND-LIFE-SOLARSPEICHER FUER PRIVATHAUSHALTE . 239 4.7 OEKONOMISCHE UND OEKOLOGISCHE BEWERTUNG DER UMWIDMUNG UND WEITERVERWENDUNG VON TRAKTIONSBATTERIEN IN DER L ITE RA TU R...................245 4.7.1 ERGEBNISSE ZUR OEKONOMISCHEN B EW ERTUNG...................................246 4.7.2 ERGEBNISSE ZUR OEKOLOGISCHEN BEWERTUNG ..................................... 250 4.7.3 FAZIT UND AUSBLICK ZUR OEKONOMISCHEN UND OEKOLOGISCHEN B EW ERTUNG...................................................................................... 251 4.8 ZUSAMMENFASSUNG ............................. 252 LITERATUR ............................................................................................................... .. 254 5 MODELLGETRIEBENE ENTSCHEIDUNGSUNTERSTUETZUNG FUER DIE UMWIDMUNG GEBRAUCHTER TRAKTIONSBATTERIEN.........................................................................259 BENJAMIN KLOER UND MARKUS MONHOF 5.1 UE B E RSIC H T................................................................................................... 259 5.2 A NWENDUNGSBEISPIEL ................................................................................ 260 5.3 ENTSCHEIDUNGSPROBLEM ..................................................... 262 5.4 ENTSCHEIDUNGSM ODELLE..............................................................................265 5.4.1 NOMENKLATUR FUER DIE ENTSCHEIDUNGSMODELLE................................266 5.4.2 ENTSCHEIDUNGSMODELL 1: ALLE TECHNISCH ZULAESSIGE ZUORDNUNGEN. . 266 5.4.3 ENTSCHEIDUNGSMODELL 2: BESTMOEGLICHE TECHNISCHE PASSUNG .... 267 5.5 ENTSCHEIDUNGSFINDUNGSPROZESS......................................................................269 5.6 ENTSCHEIDUNGSUNTERSTUETZUNGSSYSTEM................................ 271 5.6.1 SYSTEM GRUNDLAGEN................................................ 272 5.6.2 ENTWURF EINES MODELLGETRIEBENEN E U S ..............................................273 5.7 ZUSAMMENFASSUNG........................ 281 LITERATUR . ..................................................... 283 6 LEISTUNGSKONFIGURATION ZUR VERMARKTUNG GEBRAUCHTER TRAKTIONSBATTERIEN 287 MARKUS MONHOF, BENJAMIN KLOER UND SEBASTIAN BRAEUER 6.1 UE B E RSIC H T.........................................................................................................287 6.2 ENTSCHEIDUNGSPROBLEM UND ENTSCHEIDUNGSPROZESS......................................288 6.3 PRODUKT- UND LEISTUNGSKONFIGURATOREN .......................................... 291 6.4 EMPFEHLUNGSSYSTEME......................................................................................293 6.5 ENTWURF EINES LEISTUNGSKONFIGURATORS MIT EMPFEHLUNGSSYSTEM ...... 295 6.6 ZUSAMMENFASSUNG . .......................................................................... 301 LITERATUR ........................................................................................... 302 7 DEMONSTRATION DES EOL-IS-SOFTWARESYSTEMS ZUR E NTSCHEIDUNGSUNTERSTUETZUNG.......................................................... 305 BENJAMIN KLOER UND MARKUS MONHOF 7.1 UE B E RSIC H T ........... .. ...........................................................................................305 7.2 DATENERFASSUNG........................................................................... 306 7.2.1 ERFASSUNG VON B ATTERIEDATEN..................................................... 306 7.2.2 ERFASSUNG VON KUNDEN- UND SZENARIODATEN......................................308 7.2.3 ERFASSUNG VON DIENSTLEISTUNGEN ........................................................ 312 7.3 ENTSCHEIDUNGSPROZESS FUER DIE UMWIDMUNG ............................. 312 7.3.1 AUSWAHL VON ENTSCHEIDUNGSOBJEKTEN................................ 312 7.3.2 DATENVERFUEGBARKEIT UND DATENKONSISTENZ P RUE FE N ..............................315 7.3.3 ZUORDNUNG VON BATTERIEN ZU SZENARIEN..............................................318 7.4 ENTSCHEIDUNGSPROZESS FUER DIE DIENSTLEISTUNGSKONFIGURATION ........................ 322 7.4.1 LEISTUNGSKONFIGURATION EINER ENERGIESPEICHERLOESUNG ........ 323 7.4.2 ANGEBOTSVERWALTUNG UND -AUSW AHL........................................... .. . 329 7.5 ZUSAMMENFASSUNG........................................................................................... 333 LITERATUR . .................................. 334 8 FORSCHUNGSAUSBLICK ZUR UMWIDMUNG UND WEITERVERWENDUNG VON T RA K TIO N SB A TTE RIE N ................................................................................................ 335 DANIEL BEVERUNGEN, CHRISTOPH HINDERSMANN, SEBASTIAN MENNE, SASCHA NOWAK, SHAMAHMOOD OBEIDI UND FLORIAN PLENTER 8.1 ZUSAMMENFASSUNG DER K EM ERGEBNISSE........................................................ 335 8.2 LIMITATIONEN DES EOL-IS-KONZEPTS .................. 338 8.2.1 GERINGER DURCHDRINGUNGSGRAD UND UNABSEHBARE DIFFUSIONSGESCHWINDIGKEIT DER ELEKTROMOBILITAET UND DER ENERGIEWENDE.........................................................................339 8.2.2 ERMITTLUNG DES TATSAECHLICHEN ALTERUNGSVERHALTENS VON TRAKTIONSBATTERIEN UND BATTERIEZELLEN ........................ 341 8.2.3 BEACHTUNG ALLER RELEVANTEN RECHTLICHEN RAHMENBEDINGUNGEN . . . 341 8.2.4 AKZEPTANZ GEBRAUCHTER ENERGIESPEICHER DURCH K UNDEN ................... 342 8.3 FORSCHUNGSAUSBLICK ................................................................................ 342 8.3.1 WEITERENTWICKLUNG UND STANDARDISIERUNG DER BATTERIETECHNIK . . . 342 8.3.2 METHODEN ZUR ZUSTANDSBESTIMMUNG VON TRAKTIONSBATTERIEN .... 343 8.3.3 TRAKTIONSBATTERIEN ALS INTELLIGENTE P RODUKTE......................................344 8.3.4 ORGANISATORISCHE VERANKERUNG DER UMWIDMUNG UND WEITERVERWENDUNG VON TRAKTIONSBATTERIEN . . . ........................ 345 8.3.5 AKZEPTANZ GEBRAUCHTER BATTERIESPEICHER DURCH K UNDEN ................... 345 8.3.6 EVALUATION UND WEITERENTWICKLUNG DES EOL-IS-KONZEPT GEMAESS EINEM GESTALTUNGSORIENTIERTEN FORSCHUNGSPARADIGM A......................346 8.4 ANWENDUNGSAUSBLICK ...................................................................................... 347 8.5 ZUSAMMENFASSUNG............................................................................................348 LITERATUR .............................................. ..................... .. ...........................................349
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