Elektroautos: Wann sich eine Batteriefabrik in Deutschland lohnen kann

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Elektroautos: Wann sich eine Batteriefabrik in Deutschland lohnen kann

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Wenn die Nachfrage stimmt, lohnt sich eine Batteriefabrik in Deutschland

von Sebastian Schaal

Beim Elektroauto haben Daimler, BMW und Co. Nachholbedarf, auch bei den Batteriezellen haben derzeit asiatische Konzerne die Nase vorn. Eine neue Studie zeigt, dass eine Zellfabrik auch in Deutschland möglich wäre – unter bestimmten Voraussetzungen.

Die Produktion von Batteriezellen für Elektroautos wäre in Deutschland ab 2021 wirtschaftlich möglich. Zu diesem Ergebnis kommt die „Roadmap integrierte Zell- und Batterieproduktion Deutschland“, welche die Nationale Plattform Elektromobilität (NPE) in den vergangenen Monaten erarbeitet hat. In einer solchen Fabrik könnten bis zu 1.500 Arbeitsplätze entstehen – wenn die Rahmenbedingungen stimmen.

„Bereits heute werden Batterien in Deutschland entwickelt und gefertigt“, sagt Daimler-Entwicklungsvorstand Thomas Weber, der an dem Bericht beteiligt war. „Was in der Wertschöpfung fehlt, ist eine Zellfertigung in Großserie.“

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Es ist unklar wie stark die Nachfrage steigt

Das von der NPE entwickelte Szenario sieht vor, dass eine Produktion von Lithium-Ionen-Zellen der dritten Generation ab 2021 möglich ist. „Ein Ausbau der Produktion von Zellen der aktuellen zweiten Generation ist wirtschaftlich nicht sinnvoll“, so Weber. „Mit der Batterie-Nachfrage steigt auch die Zell-Nachfrage. Entscheidend ist, wie schnell der Absatz von Elektroautos steigt.“

Technische Hintergründe zu Akkus

  • Die Batterie

    Eine Batterie hat die Aufgabe, beim Aufladen möglichst viele Elektronen aufzunehmen und diese mit möglichst wenigen Verlusten zu speichern. Beim Entladen gibt sie die Elektronen dann wieder ab, um mit diesem Strom zum Beispiel einen Elektromotor oder ein Handy zu betreiben.

  • Der Akku

    Im Akku übernehmen die sogenannten Lithium-Ionen diese Speicheraufgabe: Diesen Atomen fehlt ein Elektron. Daher sind sie elektrisch positiv geladen. Beim Aufladen strömen negativ geladene Elektronen in den Akku und sammeln sich in einem dichten Geflecht aus dem leitfähigen Kohlenstoff Graphit. Dorthin wandern dann auch die positiv geladenen Lithium-Ionen. Jedes von ihnen bindet ein Elektron – man könnte auch sagen, dass jedes Ion ein Elektron festhält, um die Ladungsneutralität zu gewährleisten. Beim Entladen des Akkus verlassen die Elektronen das Graphit nach und nach wieder. Damit wandern auch die positiv geladenen Lithium-Ionen aus dem Graphit-Netzwerk heraus. Später kann der Ladezyklus dann von neuem beginnen.

  • Neue Akkus

    Je mehr Lithium-Ionen in einen Akku hineinpassen, umso mehr Elektronen und damit Energie können auf gleichem Raum gespeichert werden. Daher arbeitet Bosch schon länger unter anderem daran, den Graphit-Anteil zu reduzieren oder ganz auf das Graphit zu verzichten. Dies würde die Energiedichte des Akkus deutlich steigern. Das scheint jetzt dem Start-up Seeo, das Bosch gekauft hat, gelungen zu sein.

Die skizzierte Fabrik soll Zellen im Gegenwert von 13,9 Gigawattstunden (GWh) pro Jahr ausbringen können – bei einer Kapazität von 40 Kilowattstunden pro Fahrzeug entspräche dies 320.000 Elektroautos. Ähnlich viele verkaufte Elektroautos wären notwendig, um die Fabrik rentabel zu betreiben. Entscheidend sei auch ein verlässlicher Strompreis, so Weber, da die Zellproduktion sehr energieintensiv sei.

„Wir gehen davon aus, dass das Investment von rund 1,3 Milliarden Euro im Jahr 2025 sein Break-even erreicht“, sagt Bosch-Geschäftsführer Rolf Bulander, stellvertretender Vorsitzender der NPE. „Es ist ein hohes Investment und man braucht einen langen Atem.“ Bei einer 95-prozentigen Auslastung wäre der Break-even bereits 2024 erreicht – sollte die Nachfrage aber nicht ausreichend steigen und die Zellfabrik nur zu 65 Prozent ausgelastet werden, würde sie sich nicht rechnen.

Mit welchen Hindernissen Elektroautos kämpfen

  • Preis

    Noch sind die reinen E-Autos deutlich teurer als ihre Benzin-Pendants. Ein Beispiel: Der E-Golf von Volkswagen ist ab 35 000 Euro zu haben. Ein Golf mit vergleichbarer Ausstattung kostet nur 24 150 Euro. Doch das könnte sich ändern. Laut Berechnungen des Ingenieurbüros P3 sind Elektrofahrzeuge ab dem Jahr 2018 beim Preis wettbewerbsfähig, wenn nicht sogar im Vorteil. Dabei werden neue Batterien zu Grunde gelegt, die einen höheren Nickelanteil vorweisen.

  • Die Reichweite

    Die Batterietechnologie, die für den Preis verantwortlich ist, ist auch der Grund für einen weiteren Knackpunkt: Für den E-Golf gibt Volkswagen eine Reichweite zwischen 130 und 190 Kilometern an. Für eine Fahrt in den Urlaub dürfte das kaum reichen, zumal die Zahl der Ladepunkte in Deutschland im Vergleich zu den herkömmlichen Tankstellen noch klein ist. Auch das dürfte sich aber mit der Weiterentwicklung der Batterietechnologie ändern.

  • Infrastruktur

    Vor allem auf dem Land kann die geringe Reichweite zum Problem werden. Deutschland liegt laut der Nationalen Plattform Elektromobilität mit 4800 Ladepunkten an 2400 Standorten im internationalen Mittelfeld. Nach dem Willen der EU Kommission sollen bis 2020 in Deutschland 150 000 öffentlich zugängliche Ladestationen entstehen. Zum Vergleich: Laut ADAC lag die Zahl der herkömmlichen Tankstellen 2013 bei 14 328.

  • Förderung

    Smart-Chefin Annette Winkler spricht sich schon lange offen für eine Förderung von E-Autos aus. Das müssen nicht unbedingt finanzielle Anreize sein: Der Bundestag erlaubte jüngst Städten und Gemeinden, kostenlose Parkplätze für E-Autos zu reservieren und ihnen die Nutzung von Busspuren zu erlauben. Ob das ausreicht, zweifelt unter anderem VDA-Präsident Matthias Wissmann an. Er fordert finanzielle Impulse - wie zum Beispiel Sonderabschreibungsregeln für Firmenwagen. In anderen Ländern wie den USA, China oder Frankreich bekommen Käufer Cash vom Staat beim Kauf eines E-Autos.

  • Angebot

    Nach Zahlen des Kraftfahrtbundesamtes (KBA) rollten Ende 2014 knapp 19 000 reine E-Autos auf deutschen Straßen. Die Zahl der sogenannten Plug-In-Hybride, die die Bundesregierung zu den E-Autos zählt und die sowohl an der klassischen Tankstelle als auch an der Steckdose betankt werden, lag bei 108 000. Insgesamt waren 44,4 Millionen Pkw in Deutschland unterwegs. Das Ziel der Bundesregierung von einer Million elektrisch betriebenen E-Autos bis 2020 liegt damit noch in weiter Ferne. An der Auswahl kann es nicht liegen: Im vergangenen Jahr kamen laut Verband der Automobilindustrie (VDA) 17 neue Serienmodelle mit Elektroantrieb auf den Markt. 2015 sollen noch einmal zwölf weitere hinzukommen. Selbst der elektroskeptische Porsche-Chef plant offenbar mit einem E-Auto: Zuletzt schloss Müller nicht mehr aus, dass das bis Ende des Jahrzehnts geplante nächste Porsche-Modell rein elektrisch betrieben wird.

Das Investment ist hoch, zumal noch nicht klar ist, wie lange die Anlagen überhaupt genutzt werden könnten. Die künftige dritte Generation der Batteriezellen ähnle noch sehr den heutigen Lithium-Ionen-Zellen, der Unterschied liege vor allem in den Materialien, so Bulander. Bei der vierten Generation sei aber ein Sprung auf Lithium-Schwefel- oder gar Festkörperakkus möglich. Dann könne wohl nur noch rund die Hälfte der bestehenden Anlagen weiter verwendet werden. „Die Weiterentwicklung der Technologie birgt dennoch großes Potenzial“, sagt Bulander. „Das Augenmerk sollte auf der Differenzierung liegen. Mit Forschung können wir uns in Deutschland vom Wettbewerb abheben.“

Daimler beteiligt sich nicht an Zellproduktion

Eine Entscheidung über die Fabrik müsse 2017 fallen, so NPE-Chef Henning Kagermann. Ob ein Zulieferer oder ein Konsortium die Fabrik betreiben wird, ist noch offen. Nur eines scheint klar: Ein Autobauer wird nicht dabei sein. „Daimler konzentriert sich auf das Packaging der Zellen zu nutzbaren Batterien, wir werden nicht an der Zellproduktion teilnehmen“, sagt Mercedes-Entwicklungsleiter Weber. 

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Ähnliche Töne waren in den vergangenen Wochen von Audi zu hören. „Wir sehen in den Zellen nicht unsere Kernkompetenz“, sagte der neue Audi-Entwicklungsvorstand Stefan Knirsch Anfang März. „Unsere Kernkompetenz wird das Packaging aller Faktoren und die Applikation der Hardware auf den jeweiligen Anwendungsfall sein.“ Zudem wolle man den Wettbewerb zwischen den verschiedenen Zellen-Lieferanten und -Technologien aufrecht erhalten.

Die Zurückhaltung von Daimler hat noch einen anderen Grund: Die Stuttgarter haben sich mit LiTec, einem Joint-venture mit Evonik, bereits an der Zellproduktion versucht und sind gescheitert. Seit dem konzentriert sich Daimler auf die Montage von zugekauften Zellen. Die Fabrik der Tochter Accumotive im sächsischen Kamenz soll mit einem Investment von 500 Millionen Euro mehr als verdoppelt werden.

Ob dann künftig dort Zellen aus deutscher Produktion montiert werden, wird wohl in einem Jahr feststehen.

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