E-Bike-Akkus aus Unterfranken: Unternehmen plant "Gigafactory" in Deutschland
25. März 2021 | Anna Ebach / FOCUS E-BIKE / FOCUS E-BIKE Magazin
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Aus Karlstein am Main in die weite Welt: Bei BMZ werden E-Bike-Akku entwickelt – und demnächst auch hier produziert. Wir haben das Unternehmen besucht.
Funken sprühen in alle Richtungen, als die Arbeiterin die Metallverbinder zusammenschweißt. Eine Schutzbrille über den Augen, scheint sie das Treiben um sie herum genauso auszublenden wie die dröhnenden Geräusche, von denen die Produktionshalle erfüllt ist. Routiniert bedient sie die Maschine und verbindet die einzelnen Zellpakete zu einem vollständigen Akku- Pack. „Nur so kann am Ende der Strom durch alle Zellen fließen“, erklärt Michael Kun. Der 57-Jährige ist Haupteinrichter in der Produktion des Unternehmens Batterien-Montage-Zentrum (BMZ) und verantwortet an dessen Hauptsitz im unterfränkischen Karlstein am Main die insgesamt zwölf Produktionslinien für E-Bike-Akkus.
Seit gut einem Vierteljahrhundert fertigt das BMZ auf 75 000 Quadratmetern Batteriesysteme für eine ganze Reihe von Anwendungen. Zusammen mit Kunden aus den unterschiedlichsten Branchen werden die Systeme entwickelt und anschließend in Fabriken in Deutschland, China, USA sowie Polen hergestellt. Ein Großteil der rund sechs Millionen E-Bikes, die in Deutschland in den vergangenen zehn Jahren verkauft wurden, dürfte von einem BMZ-Pack mit Strom versorgt werden. Viele der großen Hersteller, unter anderem die Marken der Zweirad Einkaufsgenossenschaft (ZEG), werden von den Unterfranken beliefert. „Aber“, betont Nico Unger, Marketing- Manager bei BMZ, „vor allem unsere Produktvielfalt hebt uns von anderen ab: Vom E-Auto über den Hochdruckreiniger bis hin zur Knochensäge für den OP-Saal finden sich unsere Produkte in allen möglichen Geräten.“
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Noch viel Handarbeit notwendig
Während einige davon bei BMZ inzwischen in großer Stückzahl in hoch automatisierten Verfahren produziert werden, ist für die Lithium-Ionen-Akkus der E-Bikes noch viel Handarbeit notwendig. Auch die große Bandbreite an unterschiedlichen Akkus sowie die kontinuierliche Weiterentwicklung in der Branche wirken sich auf die Produktionsart aus. „Momentan werden die Akkus in jeder Saison modifiziert und optimiert“, weiß der 27-jährige Marketing- Manager. Trend in den vergangenen Jahren und auch in näherer Zukunft sei, dass immer schmalere, leichtere Akku-Varianten mit mehr Kapazität auf kleinerem Raum nachgefragt werden. „Eine maschinelle Produktion in großem Stil ist daher in nächster Zeit nicht abzusehen“, fasst Unger zusammen. Mit der händischen Fertigung sei man wesentlich flexibler.
Die Bestandteile, die dabei verbaut werden, liefern unterschiedliche Hersteller zu: Vom Tochterunternehmen BMZ China etwa stammt das sogenannte Batterie-Management-System als das „Gehirn“ des Akkus, das unter anderem Über- und Unterspannung verhindert, die Temperatur kontrolliert und die Zellalterung aufzeichnet. Die Lithium-Ionen- Zellen – Herzstück der Batterie, in dem die Energie gespeichert wird – kommen von asiatischen Handelspartnern wie Samsung, Murata oder LG. Doch womöglich nicht mehr lange: Mit dem Tochterunternehmen Terra E möchte BMZ langfristig eine eigene Zellproduktion in Deutschland etablieren. Sobald die „Gigafactory“ steht, will sich der Batteriehersteller emanzipieren von den asiatischen Unternehmen und möglichen Lieferengpässen. „Angebot und Nachfrage bestimmen die Preisstruktur“, betont Unger. „Da sind wir ein Stück weit auch abhängig von den wenigen Zellherstellern. Inzwischen befinden sich ja durch Handys, Laptops & Co. mehr akkubetriebene Geräte als Menschen in einem normalen Büro.“
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„Rohstoffe in den Recycling-Kreislauf zurückzuführen ist in jedem Fall wichtig“
Angesichts dessen verwundert es wenig, dass ein Ersatz-Akku fürs E-Bike je nach Kapazität und Bauart schnell mal mehrere Hundert Euro kosten kann. Pflegt man seinen Akku dagegen richtig, könne man diesen laut BMZ durchschnittlich vier bis sechs Jahre nutzen, bevor man ihn in den Recycling-Kreislauf zurückführt. „Da die Pedelecs noch relativ neu sind, haben wir bisher zu wenig Rückläufe für eine rentable Second-Life- Verwendung“, erklärt Unger und meint damit die Wiederverwertung zum Beispiel als Stromspeicher, wie man es von ausrangierten E-Auto-Batterien kennt. „Rohstoffe in den Recycling-Kreislauf zurückzuführen ist in jedem Fall wichtig“, betont Falk Petrikowski vom Umweltbundesamt. Bei Lithium-Ionen-Akkus sei dies jedoch von besonderer Relevanz, da diese mit Kobalt und Lithium sehr wertvolle Stoffe enthalten. Laut deutschem Batteriegesetz sind Hersteller wie BMZ dazu verpflichtet, den Vertreibern eine zumutbare und kostenfreie Rückgabemöglichkeit für Altbatterien anzubieten. Am Ende des Verwertungsprozesses müssen mindestens 50 Prozent der verwendeten Materialien wiedergewonnen sein. „In Deutschland gibt es derzeit insgesamt sechs Betriebe, die lithiumhaltige Batterien recyceln“, weiß Petrikowski. Diese würden ihre Prozesse ständig weiterentwickeln, um ihre Effizienz zu steigern. Knackpunkte sind dabei derzeit oft noch der hohe Energieaufwand und die damit einhergehende Umweltbelastung.
So kommt zum Beispiel das Karlsruher Institut für Technologie im Abschlussbericht eines Expertenforums zum „Recycling aktueller und zukünftiger Batteriespeicher“ zu dem Schluss: „Das Recycling der Batteriezellen selbst erscheint energieaufwendig, benötigt teils erhebliche Mengen an chemischen Hilfsprodukten […] und ermöglicht eine Rückgewinnung von nur einem Teil der Ausgangsmaterialien, was den ökologischen Nutzen deutlich verringert.“ Teilweise sei sogar der Aufwand höher als der Nutzen, sodass der Prozess im Ex tremfall zu einer Erhöhung der Umweltbelastung führen könne. Petrikowski hält diesen Ansatz aber für zu kurz gedacht: „Natürlich sollte man die CO2-Bilanz der Recycling-Prozesse nicht unbeachtet lassen“, sagt er. In Bezug auf die gesamte Öko-Bilanz dürfe man jedoch auch andere Aspekte wie die ökologischen und humanitären Belastungen durch den Abbau der Rohstoffe in den Herkunftsländern sowie den jeweiligen Transportaufwand nicht vergessen. So oder so: „Das Ziel muss sein, irgendwann 100 Prozent der eingesetzten Rohstoffe wiederzuverwerten“, urteilt Falk Petrikowski.
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Der Bedarf an Akkus ist groß und wird immer größer
Im unterfränkischen Karlstein am Main werden derweil die fertigen Akku- Packs noch einmal mithilfe eines Computers auf Vollständigkeit und Funktionsfähigkeit geprüft. „Würde ein Fehler festgestellt, würde der Akku komplett zerlegt und neu aufgebaut werden“, erklärt Michael Kun das Prozedere. Ist mit den Akku-Packs alles in Ordnung, macht ein Mitarbeiter sie versandfertig und verpackt sie in Pappkartons. 180 000 E-Bike-Akkus verlassen so jedes Jahr das BMZ-Werk in Karlstein. „In diesem Fall“, erklärt Michael Kun mit Blick auf die fertigen Kartons, „gehen diese Akkus jetzt raus an die ZEG.“ Der Bedarf ist groß. Und wird nicht nur dort immer größer.
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