Die Welt - 17.02.2020

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17.02.20 Montag, 17. Februar 2020DWBE-HP

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erKuchen, den man ver-

speist, sei eine Art

Schnelladevorgang, sagt

Andreas Hintennach. Zu-

gleich brächten die zuge-

führten Kalorien eine lange Reichweite

• jedenfalls später auf der Waage. Hin-
  tennach, Manager in der Batteriefor-
  schung des Stuttgarter Fahrzeugkon-
  zerns Daimler, beschreibt damit ein
  Dilemma der Elektromobilität. Mit ih-
  ren Materialien sind Batterien heutzu-
  tage entweder darauf optimiert,
  schnell aufgeladen zu werden oder
  aber mit einer hohen Energiedichte ei-
  ne lange Nutzungsdauer zu ermögli-
  chen. Wissenschaft und Industrie müs-
  sen viel investieren, um beides gleich-
  zeitig zu erreichen.

VON OLAF PREUSS

AUS BOCHUM

Es werde noch einige Jahre dauern,

vermutet Hintennach, bis die Energie-

versorgung von Elektroautos mit jener

von Benzin- oder Dieselfahrzeugen ver-

gleichbar sei. Hochleistungssysteme,

mit denen man Elektroautos in 20 bis 25

Minuten auf mehr als drei Viertel ihrer

Batterieladung bringen kann, gibt es

zwar heute schon – allerdings nur von

Premiumherstellern wie Teslaoder Por-

sche für sehr teure Autos.

„Für Fahrzeuge in der Breite des

Marktes geht das mit heutiger Technik

nicht“, sagt Hintennach. Um ein Elek-

trofahrzeug innerhalb von 15 Minuten

mit 80 Prozent seiner Batterieleistung

zu laden – und das mit einer hohen Wie-

derholungszahl von Ladevorgängen –,

brauche die Industrie vermutlich noch

Zeit „bis zum Ende des Jahrzehnts“.

Die Automobilindustrie dreht derzeit

gemeinsam mit ihren Zulieferunterneh-

men und der Wissenschaft an etlichen

Stellschrauben zugleich, um die Elek-

tromobilität wettbewerbsfähig zu ma-

chen. Die Batterie des Elektroautos ist

dabei ein zentrales Element. Beim

Stromspeicher selbst wiederum geht es

um viele Fragen parallel: Wie lange sol-

len Batterien halten? Wie schwer dürfen

sie sein? Wie sollen sie auf Kälte und

Hitze reagieren, wie bei extremer Be-

schleunigung oder auch bei langen Nut-

zungspausen in der Garage?

Fortschritte gibt es auf allen Ebenen

• aber nicht von heute auf morgen. Die
  Hersteller stehen unter Druck, schnell
  mehr Elektrofahrzeuge in den Markt zu
  bekommen, wenn sie die verschärften
  Grenzwerte der Europäischen Union
  für den Ausstoß von Kohlendioxid ein-
  halten wollen. Doch die Käufer von
  Neuwagen halten sich zurück, solange
  selbst die Teilaufladung eines Klein-
  oder Mittelklassewagens mit rein batte-
  rieelektrischem Antrieb noch einige
  Stunden dauert – und bei fast vollstän-
  diger Entladung der Batterie an einem
  Hausanschluss in der Regel die ganze
  Nacht hindurch.
  Im Mittelpunkt steht für die Branche
  derzeit die Optimierung der gängigen
  Lithium-Ionen-Batterien. „Wir werden
  in den kommenden Jahren deutliche
  Fortschritte bei den Lithium-Ionen Bat-
  terien sehen, sowohl bei der Reichweite
  als auch bei den Ladezeiten“, sagt Arno

Kwade, Chef der BatteryLabFactory und

Professor an der Technischen Universi-

tät Braunschweig. Das liege einerseits

daran, dass man inzwischen mehr über

die eingesetzten Aktivmaterialien und

deren Verarbeitung in Elektroden wis-

se, deren Strukturen für schnelle La-

dung optimiert seien. „Zum anderen

wird auch die Frage der jeweils optima-

len Ladestrategie für bestimmte Anfor-

derungsprofile bei den Fahrzeugen im-

mer besser erforscht.“

Kwade rechnet damit, „dass 15 bis 20

Minuten Ladezeit bis auf 80 Prozent

der Batteriekapazität bei einem Mittel-

klassefahrzeug wie dem ID.3 von Volks-

wagen bis zur Mitte des Jahrzehnts er-

reicht werden können“. Um zu wissen,

für welche Anforderungen Batterien op-

timiert werden müssen, brauchen die

Hersteller mehr Nutzerdaten. Die be-

kommen sie allerdings nur, wenn bald

mehr Elektroautos im ganzjährigen All-

tagsbetrieb unterwegs sind.

Deshalb forscht die Automobilbran-

che mit ihren Partnern in der Wissen-

schaft derzeit in aller Breite. „Die Auto-

mobilhersteller setzen viel dafür ein,

die Reichweite bei gleichem Gewicht

der Batterien weiter zu erhöhen“, sagt

Kwade. „Eine andere Zielsetzung ist, für

die gleiche Reichweite das Gewicht der

Batterien zu verringern oder die

Schnellladung zu verbessern.“

Mit dem erhofften Hochlauf der Elek-

tromobilität sinken auch die Kosten für

die Herstellung und Optimierung der

Batterien. Ferdinand Dudenhöffer, Di-

rektor des CAR Center Automotive Re-

search, sieht dafür zwei wichtige Mei-

lensteine: „Deutliche Preissenkungen

wird man in der Mitte des Jahrzehnts

sehen, wenn die zusätzlichen Kapazitä-

ten der Batteriefabriken am Markt sind,

die jetzt geplant oder aufgebaut wer-

den.“ Ein zweiter Faktor für Preissen-

kungen sei ein funktionierendes Recyc-

lingsystem für Batterien aus Elektro-

fahrzeugen. „Das wird spätestens um

2030 herum Wirkung entfalten.“ Arno

Kwade erwartet für die kommenden

Jahre zudem geringere Preise durch

bessere Produktionsverfahren und Ma-

terialeinsatz: „Die Preise für die Batte-

rien von Elektroserienfahrzeugen dürf-

ten bis zur Mitte des Jahrzehnts um

zehn bis 20 Prozent sinken“, sagt er.

Bei den Materialien geht es den Her-

stellern und der Wissenschaft derzeit

auch darum, den Einsatz von Kobalt in

Batterien zu reduzieren – oder das Me-

tall ganz zu ersetzen. Das liegt speziell

daran, dass der größte Teil der wirt-

schaftlich förderbaren Vorkommen im

Kongo liegt und dort auch Kinder zu

dessen Förderung in den Minen schuf-

ten müssen.

Man beziehe Kobalt aus zertifizierten

Minen in Marokko und Australien, sagt

BMW-Chef Oliver Zipse. Im Kongo un-

terstütze man im Rahmen der Indus-

trieinitiative Cobalt for Development

ein Projekt, um das Metall auf ethisch

und ökologisch korrekte Weise zu ge-

winnen. Der Münchner Premiumhestel-

lerfertigt die Batterien für seine Elek-

trofahrzeuge zwar nicht selbst, kauft

aber die Rohstoffe ein und gibt den Bat-

teriefabriken die Mixtur vor.

Auch die Verschiebungen bei den ein-

gesetzten Metallen verändern den

Markt – wenn in den Batterien etwa Ko-

balt durch Nickel ersetzt wird. „Bei der

Preisentwicklung hängt viel auch von

den Rohstoffpreisen ab“, sagt Arno

Kwade. „Nickel etwa ist derzeit relativ

günstig. Das könnte sich ändern, wenn

die Kapazität der Batteriefertigung und

damit der Rohstoffbedarf in den kom-

menden Jahren deutlich zunimmt.“

Der nächste große Schritt in der

Technologie wäre die so genannte Fest-

stoffbatterie. Damit soll ein wesentli-

cher Nachteil der heutigen Stromspei-

cher beseitigt werden: Das flüssige

Elektrolyt, das Leitmedium zwischen

dem positiv und dem negativ geladenen

Teil in einer Batterie, trägt viel zu deren

Gewicht bei. Zudem kann es bei Kurz-

schlüssen zu den gefürchteten Batterie-

bränden führen, die sich schwer löschen

lassen. Im Labor lässt sich mit Fest-

stoffbatterien schon manches machen.

In Elektroserienautos hingegen, da sind

die Experten in Deutschland derzeit ei-

ner Meinung, wird man solche Super-

batterien in diesem Jahrzehnt noch

nicht finden.

Batterieforschung kommt

nur langsam voran

Fachleute sehen Fortschritte auf allen Ebenen – doch sie mahnen

zur Geduld. Preissenkungen werden für Mitte der 20er erwartet

GETTY IMAGES

/SMARTBOY

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