Das Beratungsunternehmen Porsche Consulting, eine Tochtergesellschaft des Zuffenhausener Autobauers, hat im Porsche Consulting Magazin die Chancen der Festkörpertechnologie für den Einsatz in Elektroautos analysiert. Festkörperbatterien könnten ein „Game Changer“ werden, erklärt Fabian Duffner, Partner Advanced Technologies bei Porsche Consulting. Die Technologie kann aus seiner Sicht nicht nur die Automobilwelt revolutionieren, sondern auch beispielsweise Flugzeugen die Elektrifizierung ermöglichen.
Duffner warnt allerdings: „Die Feststoffbatterie wird kein Selbstläufer. Es gibt zahlreiche Herausforderungen, die technisch und ökonomisch erst noch gelöst werden müssen, bevor die industrielle Fertigung beginnen kann.“ Aus Duffners Sicht sind dafür sechs Themen von zentraler Bedeutung: die Verbesserung der Produkt- und Materialeigenschaften, die Transformation der Produktion in den Großserienmaßstab, die Integration der Batterien in die Fahrzeugsysteme, der Aufbau robuster Lieferketten, die Reduktion der Produktionskosten sowie die Finanzierung der Serienentwicklungs- und Skalierungsphase.
Hohe Investitionen könnten sich auszahlen
Das Vorhaben dürfte also vor allem eines werden: ziemlich teuer. Dass sich die Investitionen dennoch lohnen könnten, zeigen Zahlen von Porsche Consulting: Wenn die Herausforderungen gelöst werden können, schätzen die Berater das mögliche Marktvolumen rund um die industrielle Fertigung der Feststoffbatterien kumulativ bis 2035 auf über 400 Milliarden Euro ein.
„Unter dem Strich zeigt sich, dass die Vorteile der Feststoffbatterie im Vergleich zur Lithium-Ionen-Batterie gewaltig sind. Allerdings ließe sich Ähnliches von den technischen Problemen behaupten, die noch gelöst werden müssen, um sie in die Serienreife zu überführen“, sagt Duffner. Sollten die Herausforderungen überwunden werden können, dürfte die Festkörperbatterie die heute gängige Lithium-Ionen-Batterie aller Voraussicht nach in vielen Bereichen bis 2035 ersetzen, glaubt man bei Porsche Consulting. Wahrscheinlich werde es zuvor eine Übergangsphase geben, in der der neue Batterietyp aufgrund noch geringer Stückzahlen und hoher Kosten zunächst dem Premiumsegment vorbehalten bleibt.
Parallel könnten Hersteller die Antriebstechnik auch in erste Flugzeuge verbauen. Allerdings laut den Beratern nicht in die großen Passagier- und Frachtmaschinen, sondern in sogenannte Electric Vertical Take-Off and Landing Aircrafts (eVTOLs) – kleine elektrische Zwei- bis Sechssitzer, die schon bald den Taxibetrieb in die Luft verlagern könnten. Die Vorteile der Feststoffbatterie seien dabei das reduzierte Gewicht, ihr hohes Leistungsvermögen, das speziell für Start- und Landung wichtig ist, und nicht zuletzt ihr gutes Sicherheitsprofil. Mittelfristig sei durch die Feststoffbatterie elektrisches Fliegen auf Kurzstrecken von bis zu 1000 Kilometern denkbar.
5 bis 15 Prozent Marktanteil bis 2035
Die Berater erwarten, dass Festkörperbatterien aufgrund steigender Produktionszahlen und verbesserter Materialeffizienz bis 2030 den Lithium-Ionen-Batterien auch in puncto Kosten überlegen sein werden. Auch die Lebensdauer der Festkörperbatterien soll bis dahin gleich oder länger sein als bei Lithium-Ionen-Batterien.
Aktuell ist allerdings noch unklar, ob es überhaupt so weit kommen wird. Zwar konstruierten Entwickler bereits erste Zellen, die bei Raumtemperatur funktionieren, doch bis zur Großserie könnte es noch einige Jahre dauern. Und auch das ist keinesfalls sicher, denn die vielversprechendsten Konzepte hat man bisher entweder nur mit Prototypen im Labor demonstriert oder sie befinden sich in einer Pilotphase. In jedem Fall ist die Industrie noch ein ganzes Stück weit entfernt von einer hochautomatisierten Produktion, wie man sie von der Lithium-Ionen-Batterie kennt.
Neben den bisher vorwiegend US-amerikanischen Zell-Start-ups bildeten sich weltweit Kompetenzcluster, die an der Industrialisierung der Feststoffzelle arbeiten. Ein Beispiel: In Japan sind es die Automobilhersteller, welche die Entwicklung der Feststoffbatterie im Rahmen des Industriekonsortiums NEDO gemeinsam mit Zellherstellern und Materiallieferanten über die gesamte Wertschöpfungskette vorantreiben. Wenn sich die Erwartungen der Experten erfüllen, könnten Pilotanwendungen ab 2024 und ein Markteintritt als Großserie etwa im Jahr 2027 erfolgen. Porsche Consulting geht bis 2035 von Marktanteilen für Elektrofahrzeuge mit Feststoffbatterie von 5 bis 15 Prozent aus. Das würde bis zu 35 Millionen Fahrzeugen entsprechen, die dann auf den Straßen unterwegs sein werden. (Tobias Stahl)
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Merkwürdig, dass dieser Artikel eine Neuentwicklung komplett ausblendet, die nicht nur das Potenzial hat den Batterie-Markt zu revolutionieren, sondern die Serienreife jetzt schon erreicht wurde: nämlich die Natrium-Ionen-Batterie. Die Serienproduktion im großen Maßstab beginnt gerade bei BYD und CATL. Noch dieses Jahr sollen die ersten Autos damit ausgestattet werden. Vorteile: Halbierung der Kosten, große Verfügbarkeit von Natrium, geringe Brennbarkeit, etc… Lediglich bei der Energiedichte gibt es Nachteile. Für stationäre Anwendungen spielt dieser Nachteil jedoch keine Rolle.
Bis 2035, eventuell, hätte, würde, könnte, vielleicht, vielleicht auch nicht…. Na dann mal viel Erfolg, das klingt ja vielversprechend 🙂
Die Chinesen führen die weltweite Konkurrenz vor, derweil sie innerhalb kürzester Zeit F+E in markreife Massenproduktion verwandeln. In wenigen Jahren werden die dort in Massenproduktion gefertigten PV-Module 24-25% Effizienz als Standard haben (derweil wir über Denkmalschutz-Fähige farbige PV-Schindeln nachdenken).
Achja, seufz, mir fehlt der Glaube, dass das hierzulande noch was wird – mit dieser Technologie zumindest.
Wenn die Akkus nicht abbrennen, sondern ganz normal im laufe der Monate Prozentpunkt für Prozentpunkt an Kapazität verlieren, verpuffen die wertvollen Ladeströme im Nichts.
Am besten zu beobachten bei älteren E-Fahrzeugen bzw. Hybridfahrzeugen. Die Kosten für einen Akkutausch übersteigen oft den Restwert des Fahrzeuges. Hier fehlt es an Standards zum Wechsel von Zellen bzw. Zellblöcken.