Die starken Entwicklungen bei der Einführung von Batterietechnologien können nicht losgelöst von den Entwicklungen in der Autoindustrie gesehen werden. “Der Automobilmarkt ist der Königsmacher. Neunzig Prozent der Batteriezellen gehen in Autos”, sagt Dr. Philipp Wunderlich, Director & Head of Battery Consulting bei Accenture. Wunderlich hat den Markt in den vergangenen Jahren von den Anfängen der Unterhaltungselektronik über die Elektromobilität bis hin zu den ersten Schritten bei stationären Energiespeichern beobachtet.
“Noch sind wir nicht so weit, aber in ein paar Jahren werden wir es sein.” Das liege vor allem an der größeren Auswahl an größeren Batterien, fügt er hinzu. “Es ist ein globaler Markt, der auch mehr Nischenmärkte umfasst. Es gibt Pilotprojekte für schwere Maschinen, die Schiffsindustrie (Fähren) und Drohnen. Den nächsten großen Schritt in der Batterieproduktion sieht Wunderlich im Bus- und Lkw-Markt. “Die Automobilindustrie treibt den Lkw-Markt voran. Alle dort gemachten Erfahrungen können für den Schwerlastverkehr nützlich sein.”
In seiner Präsentation während der 2023 Automotive Week in Helmond zeigte Wunderlich die drei Hauptbestandteile der Batteriewertschöpfungskette auf. Auf der vorgelagerten Seite stehen die Hersteller von Batteriezellen: Die wichtigsten Technologieanbieter sind die Haupttreiber für Innovation und Industrialisierung. Der zweite Teil betrifft die Batteriesystemintegratoren: Diese in der Regel lokalen Unternehmen sorgen dafür, dass die Batteriezellen oder -module auf die effektivste Weise verpackt werden. Schließlich arbeiten die Fahrzeughersteller an der Elektrifizierung ihrer Flotten. “Natürlich sind diese drei Bereiche nicht völlig voneinander getrennt. Zum Beispiel entwickeln OEMs wie Volvo und MAN ihre eigenen Batterien. Nicht die Zellen, sondern die integrierten Systeme. Das bedeutet auch, dass die Batterieintegratoren einem Wettbewerbsdruck von vor- und nachgelagerten Bereichen ausgesetzt sind: Sie können in eine Abhängigkeit von den OEMs geraten oder Produkte für einen Nischenmarkt entwickeln.”
Vielfältige Anwendungen
Wunderlich sieht in den nächsten Jahren viele neue Entwicklungen und Innovationen für die Batterieindustrie. Aber es gibt technische und chemische Grenzen, sagt er. “Es gibt ein beliebtes Sprichwort unter Batterieexperten: ‘Man kann alle gewünschten Eigenschaften einer Batterie haben, aber nicht gleichzeitig’. In einer wachsenden Branche mit einer Vielzahl von Anwendungen ist diese Erinnerung an die grundlegenden Grenzen der elektrochemischen Energiespeicherung aktueller denn je. Es wird nicht eine einzige Batteriechemie auf dem Markt geben, die für alle technischen Zwecke geeignet ist. Die Evolution der Batterien wird stattdessen mehrere erfolgreiche Zellchemien hervorbringen, und die nächsten Batteriegenerationen werden an ihre jeweiligen Anwendungsfälle angepasst.
Die Lithium-Ionen-Technologie hat durch umfangreiche Forschung und den Einsatz in der Automobilindustrie Reife und Umfang erreicht. “Je nach Zielbranche konkurrieren Lithium-Ionen-Batterien mit verschiedenen Technologien wie dem Verbrennungsmotor oder Blei-Säure-Batterien. Um sich auf einem bestimmten Markt durchzusetzen, werden die Eigenschaften der Batterie in der Regel an die bestehende Technologie angepasst. Beispiele sind Batterien mit nickelhaltigen NMC-Kathoden für Elektrofahrzeuge mit hohen Reichweitenanforderungen oder langlebige LFP-Kathoden für stationäre Energiespeichersysteme. “Letztlich werden die grundlegenden Batterieeigenschaften von den Materialien diktiert”.
Große Zellproduktionsanlagen in Europa
Wunderlich rechnet mit einer weiteren Marktdiversifizierung um das Jahr 2025, wenn es den europäischen Akteuren gelingt, großtechnische Zellproduktionsanlagen zu errichten. “Die Herstellungskosten werden durch fortschrittliche Produktionsprozesse und größere Stückzahlen weiter sinken, aber die Materialien werden 70 % oder mehr des Preises für Batteriezellen ausmachen, und die Nachfrage nach kritischen Ressourcen wird auf ein Niveau von geostrategischer Relevanz steigen. Materialkosten und Kritikalität werden die großen Technologiefilter für die nächsten Batteriegenerationen sein, was die Entwicklung von Batterietechnologien auf der Basis von Natrium, Silizium oder Schwefel beschleunigen könnte. Neuartige Materialien werden als Produktunterscheidungsmerkmal genutzt werden und das weitere Wachstum der Batterieindustrie stimulieren.”
Dr. Wunderlich erwartet Innovationen in der Zellchemie, im Zellformat und -design sowie in der Batterieintegration. Dennoch wird es einen Markt für alle drei Hauptformate geben – Pouch, Cylindrical und Prismatic. “Mehr Aufmerksamkeit wird dem Design für Demontage, Recycling und Austauschbarkeit gewidmet werden. Außerdem werden wir eine Lösung für den hohen Ausschussanteil im Produktionsprozess finden müssen. Manchmal müssen bis zu 30 % der Produkte verschrottet werden. Das ist die Goldgrube für die Recycler”.
Related Posts:
