Die Kosten von Batterieenergie
Verdrängt der Akku die Primärbatterie?
Isidor Buchmann
Cadex Electronics Inc.
isidor.buchmann@cadex.com
www.buchmann.ca
May 2002
Im
Vergleich zu anderen Energiequellen ist elektrische Energie
von Primärbatterien sehr teuer. Aus Kostengründen
setzt sich der Akku immer mehr durch. In diesem Artikel werden
die Vorzüge, die Grenzen und die Wirtschaftlichkeit von
Primärbatterien und Akkus untersucht.
Bild 1 vergleicht die Energiekosten handelsüblicher Alkalizellen.
In der rechten Spalte ist eine hochdichte Lithiumschwefeldioxid-Batterie
für militärische Zwecke dargestellt. Bei kleineren
Zellen kann ein Anstieg der Kosten pro kWh beobachtet werden.
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AAA-Zelle1,5V
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AA-Zelle1,5V
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C Cell
1.5V
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D-Zelle
1.5 V
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9 Volt
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BA-5590
für Militärzwecke
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Kapazität
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1.1 Ah
Alkali
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2.5 Ah
Alkali
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7.1 Ah
Alkali
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14.3 Ah
Alkali
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0.6 Ah
Alkali
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7AhLithium-schwefel-dioxid
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Energie
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1.4 Wh
per cell
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3Wh
per cell
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9Wh
per cell
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18 Wh
per cell
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4.2 Wh
per pack
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168Wh
pro pack
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Batteriekosten (Schätzwert, US-Dollar)
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$1.25
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$1.00
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$1.60
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$1.60
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$3.10
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$60.00
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Kosten pro kWh
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$890
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$330
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$180
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$90
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$730
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$357
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Bild
1: Kosten von Energie aus Primärbatterien. Im Vergleich
zu anderen Energieträgern sind die Kosten für Primärbatterie-Energie
sehr hoch. Je kleiner die Batterie desto höher die Kosten
Zu
den Vorteilen von Primärbatterien zählen Betriebsbereitschaft,
hohe Energiedichte, lange Lagerzeit und sofortige Einsetzbarkeit,
um nur einige zu nennen. Im Bezug auf die Energiedichte ist
der Akku inzwischen mit der Primärbatterie vergleichbar.
Die maximale Lagerzeit und die Anzahl der Ladungen/Entladungen
muß jedoch noch besser werden. Insbesondere bei hochdichten
Akkus ist dies noch problematisch.
In Bild 2 werden die wesentlich geringeren Energiekosten bei
Akkus dargestellt. Die Analyse stützt sich auf den Kaufpreis
eines handelsüblichen Akkus und die Anzahl an Entlade-/Lade-Zyklen,
die durchgeführt werden können, ehe ein Austausch
erforderlich wird. Die Kosten beinhalten weder die für
den Ladevorgang erforderliche Elektrizität, noch die Kosten
für den Kauf und die Wartung der Ladegeräte. Der Vergleich
betrifft Akkus für Gebrauchsgegenstände wie Mobiltelefone,
Funkgeräte, Laptops und Videokameras. Die Spalte außen
rechts bewertet die Kosten der BB-390, einem NiMH-Pack. Dies
wird vom Militär anstelle einer primären Lithiumschwefeldioxid-Batterie
verwendet. Die maximale Anzahl der Ladungen/Entladungen der
Akkus gilt für optimale Bedingungen.
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NiCdAA
Zelle
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NiMHAA
Zelle
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Lead
Acid
(plastisch)
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Li-ion
18650 Zelle
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BB-390
für Militärzwecke
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Energie pro Entladung
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4.5Wh
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7.5Wh
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24Wh
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8.6Wh
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130Wh
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Ladungen/Entladungen (optimale Bedingungen)
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1500
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500
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250
|
500
|
250
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Kosten pro Batterie (unverbindlich)
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$50
|
$70
|
$50
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$100
|
$260
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Kosten pro kWh (US-Dollar)
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$7.50
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$18.50
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$8.50
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$24.00
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$8.00
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Bild
2: Energie- und Kostenvergleich von wiederaufladbaren Zellen.
Ältere Batterietechnologien bieten im Vergleich zu neuen
Systemen geringere Energiekosten. Größere Zellen
sind kosteneffektiver als kleinere Packs. Die Preise der Akkus
sind Schätzwerte.
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