Noch ein paar Jahre und Elektroautos werden den Benzinfahrzeugen um nichts mehr nachstehen. Das reicht bis hin zu den Gesamtkosten der Nutzung (TCU) – und zwar ohne staatliche Intervention. Der Markt geht dann seinen eigenen Weg. Die Gesamtinvestition in die Produktion von Batterien bis 2023 bel\u00e4uft sich auf rund 140 Milliarden Euro oder rund 18 Euro f\u00fcr jeden Einwohner der Erde. Nicht jeder Markt ver\u00e4ndert sich so schnell wie dieser. Aber auch der Markt f\u00fcr Zwei- und Dreiradm\u00e4rkte in Indien kann sich schnell \u00e4ndern. Durch Batteriekosten und Leistungsverbesserungen kann sichergestellt werden, dass 2030 ein Marktanteil von 80 Prozent erreicht wird.<\/p>\n
Die Preise f\u00fcr das Laden von Batterien haben sich in den letzten zehn Jahren ziemlich schnell ver\u00e4ndert. Investitionen in Forschung und Entwicklung f\u00fchren zu niedrigeren Preisen und einer h\u00f6heren Energiedichte. Das wiederum f\u00fchrt zu einer h\u00f6heren Nachfrage und zu Folgeinvestitionen in Produktionsanlagen. Das macht die Batterien billiger und steigert die Nachfrage, wodurch sich der Zyklus schlie\u00dft. Dieses sich selbst verst\u00e4rkende System bildet die Grundlage f\u00fcr den Ubergang, der gaerade im Gange ist. Gleichzeitig ist die Zahl der Einsatzm\u00f6glichkeiten f\u00fcr Batterien sowie die Zahl der verf\u00fcgbaren chemischen Zusammensetzungen betr\u00e4chtlich.<\/p>\n
Es gibt nicht keinen einzigen Batterietyp, der alle Anforderungen vollst\u00e4ndig erf\u00fcllt. Die Energiedichte (Wh\/l), der Temperaturbereich, die Kosten, der Preis, die spezifische Energie (Wh\/kg), die Lebensdauer, die Sicherheit, die Schnellladef\u00e4higkeit und der Temperaturbereich bleiben wichtige Kompromisse. Die Verbindungen Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid (NMC) und Lithium-Nickel-Kobalt-Aluminium (NCA) schneiden bei Energiedichte und Kostenpreis gut ab. Weniger jedoch in Bezug auf Lebensdauer und Temperaturbereich.<\/p>\n
Tesla verwendet NCA, das h\u00f6here Werte bei der spezifischen Energie erzielt als NMC, jedoch etwas weniger bei der Sicherheit. NMC wird von vielen \u201etraditionellen” Automarken verwendet. Li-Eisenphosphat (LFP) und Li-Titanat (LTO) haben eine lange Lebensdauer – nur geht dies zu Lasten der spezifischen Energie und der Kosten. LFP wird unter anderem in Elektrobussen verwendet.<\/p>\n
Verbesserungen bei den Kathoden sind einer der Schl\u00fcssel zu Kosteneinsparungen, insbesondere was eine Reduzierung des Kobaltgehalts betrifft. Das erfordert erhebliche F&E-Investitionen und birgt \u00e4hnliche technologische Risiken wie andere neue Batteriechemikalien. Wenn es um Automodelle geht, ist Tesla in dieser Hinsicht am weitesten fortgeschritten.<\/p>\n
Ab 2025 werden sich neue Marktchancen f\u00fcr andere Batterietechnologien ergeben, die sich den kommerziellen Preisen ann\u00e4hern. Solid-State kann dabei helfen, billigere Materialien wie Zink, Aluminium und Schwefel zu verwenden, wodurch Batteriepreise von 30 bis 40 $\/kWh realisierbar sind. Mehrere Festk\u00f6rperunternehmen planen ihre ersten EVs f\u00fcr das Jahr 2024-2025. Mit Festk\u00f6rperbatterien in Autos ist eine Reichweite von mehr als 1.000 km m\u00f6glich, falls wir das wollen.<\/p>\n
Auch Elektrobusse und Lastwagen werden von diesen Entwicklungen profitieren. Man kann davon ausgehen, dass Elektrobusse bis 2030 60% und bis 2040 80% des weltweiten Marktes f\u00fcr Stadtbusse ausmachen werden. Branchenanalysten sch\u00e4tzen, dass EVs bis 2030 8 %, 12 % bzw. 27 % der schweren, mittleren und leichten Nutzfahrzeugflotten ausmachen werden. Das Jahr 2030 ist jedoch noch weit entfernt, und die Umweltgesetzgebung ver\u00e4ndert sich schnell.<\/p>\n
Die gr\u00f6\u00dfte Herausforderung bei der Elektrifizierung stellt die Luftfahrt dar. Sie ist von erheblicher Bedeutung, da sich die Emissionen in diesem Sektor ohne weitere Eingriffe bis 2050 verdreifachen d\u00fcrften. Norwegen hat sich verpflichtet, bis sp\u00e4testens 2040 alle Kurzstreckenfl\u00fcge zu elektrifizieren. Diese Art von Fl\u00fcgen mit weniger als drei Stunden Reisezeit machen mehr als 75% aller Fl\u00fcge weltweit aus. Vorerst m\u00fcssen wir mit synthetischem Kerosin oder Wasserstoff ins Silicon Valley kommen, es sei denn, die Lithium-Luft-Batterie erblickt ebenfalls das Licht der Welt. Der theoretische Energiewert der Lithium-Luft-Batterie ist ann\u00e4hernd wie der von Kerosin. Kurz gesagt, wenn alle Probleme mit Lithium-Luft gel\u00f6st werden, wie z.B. die kurze Lebensdauer, die langsame Aufladung und die Instabilit\u00e4t (nicht praktisch in einem Flugzeug), g\u00e4be es keinen Grund mehr sich zu sch\u00e4men, wenn man in ein Flugzeug steigt.<\/p>\n
\u00dcber diese Kolumne:<\/strong>
\nIn einer w\u00f6chentlichen Kolumne, die abwechselnd von Maarten Steinbuch, Mary Fiers, Peter de Kock, Eveline van Zeeland, Lucien Engelen, Tessie Hartjes, Jan Wouters<\/strong>, Katleen Gabriels und Auke Hoekstra geschrieben wird, versucht Innovation Origins herauszufinden, wie die Zukunft aussehen wird. Diese Kolumnisten, gelegentlich erg\u00e4nzt durch Gast-Blogger, arbeiten alle auf ihre Weise an L\u00f6sungen f\u00fcr die Probleme unserer Zeit. Damit es morgen besser wird. Hier sind alle vorherigen Episoden<\/a>.<\/em><\/p>\n