„Experten können sich in ihrem eigenen Gebiet meist nicht vorstellen, wie schnell Preise fallen“, sagt Winfried Hoffmann, von der Consultingfirma Applied Solar Expertise (ASE). Der ehemalige CTO von Applied Materials war einer der Pioniere, der frühzeitig die Lernkurve für Solarmodule analyiert und benutzt hat, die sich im Nachhinein als sehr zutreffend erwiesen hat.
Jetzt hat Hoffmann die gleiche Methode auf die Kostenentwicklung von Lithium-Ionen-Batteriezellen angewandt – mit ebenso erstaunlichen Ergebnissen, wie er heute in seinem Vortrag auf der EU-PVSEC in Amsterdam erläuterte. Danach sind die Preise für die Zellen von Handybatterien in der Vergangenheit ungefähr 20 Prozent gefallen, wenn die produzierte Menge in Wattstunden verdoppelt wurde, die von Autobatterien um etwa 15 Prozent (Siehe Grafik). Im Mittel ergibt sich ein ähnlicher Wert wie für die Preis-Erfahrungskurve bei Solarmodulen. Kostete ein Modul im Jahr 2000 noch fünf bis sechs Dollar pro Watt Nennleistung, kostete es im Jahr 2014 nur noch 50 bis 60 Dollar-Cent.
Lernkurve für Lithium-Ionen Batterien für Elektroautos in der Vergangenheit und Prognose für die Zukunft, wie sie Winfried Hoffmann auf der EU-PVSEC in Amsterdam vorstellte.
Sowohl Handy- also auch bei Lithium-Ionen-Autobatterien für Elektrofahrzeuge werden nach der Preis-Erfahrungskurve von Hoffmann die Schallmauer von 100 US-Dollar pro Kilowattstunde Batteriekapazität durchbrechen, wenn Batterien mit einer kumulierten Kapazität von einer Terawattstunde Kapazität installiert worden sind.
Schallmauer 2030 erreicht
Die Frage ist, wann dieses Produktionsvolumen erreicht sein wird. Derzeit beträgt das kumulierte Volumen für Elektroautobatterien ungefähr sieben Gigawattstunden. Bei einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate der kumulierten Installationsmenge von 31 Prozent ist im Jahr 2030 die kumulierte Kapazität von einer Terawattstunde erreicht. Diese Rate hält er für realistisch, schließlich sei auch die kumulierte Kapazität in der Solarbranche zwischen 2000 und 2010 im Mittel um 41 Prozent gestiegen. „100 US-Dollar pro Kilowattstunde Speicherkapazität sind also bis 2030 möglich“, sagt Hoffmann. Die Preise würden bei diesen Annahmen pro Jahr im Durchschnitt um sieben Prozent pro Jahr fallen.
Diese Lernkurve bezieht sich allerdings nur auf die Zellen. Diese müssen im so genannten Packaging noch zu Batterien verarbeitet werden. Kosteten die Lithium-Ionen-Autobatterien im Jahr 2012 noch 520 Dollar pro Kilowattstunde Kapazität, gingen davon circa ein Drittel auf das Packaging, der Rest, rund 340 Dollar, auf die Fabrikation der Zellen. Diese Packaging Kosten fallen nach eine Abschätzung der Analysten von avicenne bis 2020 auf 50 Dollar. Hoffmann hat angenommen, dass sie bis 2030 weiter sinken, und hält einen Faktor zwei für realistisch. Dann würden bei einer angenommenen installierten Kapazität von einer Terawattstunde Batterien im Jahr 2013 noch 125 US-Dollar pro Kilowattstunde Kapazität kosten.
Prognose für Kosten von Lithium-Ionen Batterien (oben) und daraus resultierenden Kosten für Speicherstrom (unten). Die Daten stammen von den Analysten von avicenne und von Winfried Hoffmann, der die Abschätzung auf der EU-PVSEC vorstellte. So entwickeln sich die Preise nach der Lernkurve, wenn bis 2033 eine Kapazität von einer Terawattstunde installiert werden sollte.
Dezentrale Versorgung mit Speichern günstiger als Kohle- und Atomstrom
Falls die Batterie 80 Prozent nutzbare Kapazität hat und 5.000 Zyklen hält, fallen in seinen Rechnungen die Kosten für Speicherstrom in dieser Abschätzung von 20 Euro-Cent pro Kilowattstunde in 2012 auf fünf Euro-Cent pro Kilowattstunde in 2030. Wenn gleichzeitig die Solarstrom-Gestehungkosten auf fünf bis zehn Euro-Cent pro Kilowattstunde fallen, ergeben sich Stromkosten, die mehr als konkurrenzfähig zu den Kosten für Haushaltsstrom sind. Die Kosten dieser dezentralen Versorgung liegen nach den Abschätzungen von Hoffmann auch unter den Kosten für Strom aus neuen Kernkraftwerken und Kohlekraftwerken mit CCS-Technologie zur Kohlendioxidspeicherung, Übertragungskosten noch nicht einmal mitgerechnet.
Dass diese schöne neue Welt der dezentralen Energieversorgung schon langsam beginnt, zeigt übrigens dasenergieautarke Gewerbegebäude, das in Süddeutschland eröffnet wurde. Michael Fuhs
Winfried Hoffmann stellt seine Ergebnisse auf dem Forum Solarpraxis am 27. November in Berlin zur Diskussion (ZumProgramm des Forum Solarpraxis). Auf dem Forum sollen unter anderem die Chancen der Batterietechnologien und die möglichen Kostensenkungen diskutiert werden (bringen chinesische Firmen die Kosten vielleicht noch schneller runter?).
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