Umweltbelastung, Lärm und Schmutz sind die Faktoren, die die eMobilität um Lösungen bittet. Besonders auf der diesjährigen IAA waren die elektrischen Fahrzeuge im Fokus und die Hersteller liesen verlauten, dass viele der gezeigten Modelle die Marktreife erleben sollen. Angesichts des Dieselskandals und der Proteste von Klimaschützern, versicherten die Hersteller das sie die eMobilität mittlerweile ernst nehmen. Doch es stellen sich die Fragen; wie ernst ist den Herstellern wirklich und sind die derzeit genutzen Lithium-Ionen-Akkus überhaupt der richtige Weg?
Lithium Ionen – Wer beherrscht den Markt?
Das Kernelement der E-Mobilität ist die Batterie, die einige Schwierigkeiten bereit hält. Derzeit von der Lithium-Ionen-Batterie beherrscht, ist die Technologie ausschlaggebend und so komplex, dass der Zulieferer BOSCH verlauten ließ, dass man keine eigene Batteriezellenproduktion aufbauen wird. Der Grund; man könne nicht gegen die etablierte asiatische Konkurrenz und deren Kostenvorteile konkurrieren. „Für eine angestrebte führende Position mit einem Marktanteil von 20 Prozent hätte es ein Investment von 20 Milliarden Euro gebraucht“, so Rolf Bulander, Leiter „Mobility Solutions“ Bosch. Jedoch macht die Zellproduktion selbst lediglich 5 bis 10 Prozent der Wertschöpfung bei der Batterie aus.
Tesla hat seine Partnerschaft mit Panasonic früh gefestigt und enorme Fortschritte erzielt. Es ist bereits gelungen, den Anteil des Metalls Kobalt in den Batterien erheblich zu verringern. Aus Labor-Analysen geht hervor, dass man den Anteil bei den Kaliforniern auf 2,8 Prozent reduzieren konnte, die Batterien des Großserien-Elektroautos VW I.D. enthalten im Vergleich 12 bis 14 Prozent des Konfliktrohstoffs. Aus einer erhöhten Nachfrage ergibt sich zwangsläufig ein erhöhter Preis. War im Jahr 2016 eine Tonne Kobalt noch für rund 25.000 US-Dollar zu haben, schnellte der Preis zeitweise auf bis zu 95.000 US-Dollar hoch und liegt derzeit bei 32.000 Dollar.
Lithium Ionen – Umweltfreundlichkeit dauert
Es gibt nicht das optimale Antriebskonzept. Elektroautos mit Antriebsbatterie (Reichweite) schneiden in der Umweltbilanz eher schlecht ab und der deutsche Strommix hilft nicht dabei die Bilanz zu verbessern. Erst mit Nutzung von regenerativem Strom zeigt sich eine deutliche Verbesserung der CO2-Bilanz von Elektrofahrzeugen. In der unteren Mittelklasse zeigt das Elektrofahrzeug auch bei Nutzung des deutschen Strommix die beste CO2-Bilanz. Seine Vorteile in der CO2-Bilanz spielt das Elektrofahrzeug (bei Nutzung des deutschen Strommix) nach einer Laufleistung von ca. 45.000 km (Benziner) bis ca. 106.000 km (PlugIn-Hybrid, Strommix) aus.
Was der Festkörperakku bringen soll
Auf Festkörperakkus Start-ups hat ein regelrechter Run der Autohersteller und Zulieferer eingesetzt. VW hat sich mit 100 Millionen Dollar am -Start-up Quantum Scape beteiligt. Bosch kaufte das US-Start-up Seeo. Im Festkörper-Akku strömen die Lithium-Ionen nicht mehr durch eine Flüssigkeit (Elektrolyt), sondern sind durch eine dünne Schicht eines Feststoffes, meist Glas-Keramik verbunden. Das Ergebnis dieser Schichtung ist eine höhere Energiedichte bei geringerem Platz und damit auch weniger Gewicht. Dies führt zu höherern Reichweiten und schnellere Ladungen.
Alles nur Strategie?
Wir sind noch lange nicht an dem Punkt, bei dem wir behaupten können, die Elektromobilität und ihre Chancen zu 100% erfasst zu haben. Lithium-Ionen-Akkus gelten nur als Brückentechnologie mit Verfallsdatum und auf dieses Verfallsdatum scheinen die deutschen Hersteller zu Vertrauen. Fast alle großen Fabriken für Lithium-Ionen-Akkumulatoren sind in Asien und alle produzieren für die aktuelle Technologie mit dem Flüssig-Elektrolyt. Es ist völlig unklar, ob diese Fabriken sich auf eine neue Festkörpertechnik umrüsten ließen. Wäre das die Chance für die deutschen Hersteller?
Bei Experten gilt es mittlerweile als ungewiss, wann die Technologie der Festkörperakkus wirklich auf den Markt kommen wird. Toyota und Hyundai/Kia legen sich inzwischen nicht mehr mit einer konkreten Jahreszahl auf den Einsatz von Festkörperbatterien fest, ursprünglich war 2022 geplant. Bosch wollte die neuen Akkus ab 2020 auf den Markt bringen, hat sich aber mittlerweile fast komplett von der Herstellung von Batteriezellen zurückgezogen. Das zur Festkörperzelltechnologie forschende Tochterunternehmen Seeo soll nun veräußert werden. Bei Volkswagen hält man noch an der Technologie fest. Für die Großserienfertigung werden Festkörper-Produkte jedoch erst „zwischen 2025 und 2030“ bereit sein, so Frank Blome Volkswagen Leiter Center of Excellence Batteriezelle.
Fazit
Es stellt sich die Frage, wohin sich die Elektromobilität für eine langfristige Nachhaltigkeit entwickeln muss. Bosch hat seine Website zu dem Thema Festkörperakkus noch nicht geupdated und hält 2020 dort als Zieldatum fest. Stefan Reindl, Direktor des Instituts für Automobilwirtschaft sagte gegenüber Zeit Online, dass die Produktion von Feststoffzellen in Deutschland durchaus möglich ist und vielversprechende Projekten die derzeitigen Akkumulatoren ersetzen können. Parallel müssen jedoch Recyclingstrukturen aufgebaut werden, um altersschwache Akkus weiter zu verwenden und seltene Rohstoffe aus alten Zellen zurückzugewinnen.