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DIE ZUNEHMENDE ELEKTRIFIZIERUNG MACHT BATTERIEN ZUR OBERSTEN PRIORITÄT

Die Elektrifizierung der Mobilität beschleunigt sich rasant und stellt die Automobilindustrie und andere wichtige Branchen auf den Kopf. Mit der Elektrifizierung verschiebt sich der Fokus vom Motor zu den Batterien.

  • Elektromobilität entwickelt sich in rasantem Tempo mit einer Verdopplung Neuwagenverkäufe 2018
  • Elektrifizierung breitet sich auch auf andere Branchen aus
  • Batterien stellen einen riesigen Vermögenswert dar, mit bereits über 84 Milliarden € für die prognostizierten 8,4 Millionen EVs im Jahr 2025
  • Beherrschung von Batterieentwicklung und -verwaltung ist entscheidend für eine erfolgreiche Elektrifizierung

München – Die diesjährige IAA, die vom 12. bis 22. September in Frankfurt stattfindet, steht unter dem Slogan „Driving Tomorrow“. Es werden die neusten Trends und Entwicklungen aus der Welt der Mobilität vorgestellt. Die Elektromobilität steht im Mittelpunkt der Veranstaltung. Im Gegensatz zum autonomen Fahren findet derzeit die Elektrifizierung ganzer Produktportfolios genau jetzt statt, wie die aktuellen Verkaufszahlen deutlich zeigen.

Dieser Trend beschränkt sich nicht nur auf die Automobilindustrie, sondern hat auch andere große und kleine Branchen erreicht. Bau-, Landwirtschafts- und Bergbaumaschinen werden zunehmend elektrifiziert und auch die Luftfahrtindustrie steuert mit Lufttaxis und Hybriden Flugformen in eine elektrische Zukunft.

Über 500 Millionen elektrische Personenkraftwagen bis 2040

In Jahr 2018 überstieg die weltweite Flotte der Elektrofahrzeuge (EV) 5,1 Millionen, 2 Millionen mehr als im Vorjahr und verdoppelte damit fast die Zahl der Neuwagenverkäufe. J.P. Morgan prognostiziert ein noch stärkeres Wachstum für Elektroautos. Bis 2025 sollen die Verkaufszahlen 30% des gesamten Fahrzeugabsatzes ausmachen.

Bloomberg geht noch weiter und erwartet eine Elektrifizierung von 57% aller Pkws – das bedeutet über 500 Millionen Elektroautos, also über 30% der weltweiten PKW-Flotte. Darüber hinaus laufen laut Prognose bis 2040 rund 40 Millionen kommerzielle EVs elektrisch.

EV Sales Growth

Grundsätzlich gibt es drei verschiedene Fahrzeugtypen, die unter dem Begriff EV zusammengefasst werden. Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEV) sind Fahrzeuge mit Diesel- oder Benzinmotor in Kombination mit einem Elektrohilfsmotor, der den Verbrennungsmotor unterstützt. HEVs sind bereits jetzt mit einer sinkenden Nachfrage konfrontiert, ein Trend, der sich fortsetzen wird. Plugin-Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHEV) gelten als Brückentechnologie, die die Vorteile der Elektromobilität in luftverschmutzungssensiblen Gebieten wie der Stadt nutzen, aber auch die Reichweite für Langstreckenfahrten bieten. Sie kombinieren einen Diesel- oder Benzinmotor mit einem elektrischen und können über Steckdose oder Ladestationen aufgeladen werden – das bedeutet, dass sie vollelektrisch angetrieben werden können, wenn auch mit dem Gepäck eines zusätzlichen Motors. Ziel der Elektromobilität ist es jedoch die vollständige Ablösung von Verbrennungsmotoren. Hier kommen Batterie-Elektrofahrzeuge (BEV) ins Spiel, Fahrzeuge, die vollständig von einem Elektromotor und einer Batterie angetrieben werden.

Der Absatz von BEV wird bis 2025 auf 8,4 Millionen Fahrzeuge steigen, was einen Marktanteil von 7,7% entspricht. Während dieser Anstieg signifikant ist, wird prognostiziert, dass PHEVs – entsprechend ihres Status als Brückentechnologie – in den nächsten fünf Jahren noch schneller wachsen werden. Während sie derzeit nur bei rund 3% des globalen Marktanteils liegen, werden sie im gleichen Zeitraum vorrausichtlich mehr als 25 Millionen Fahrzeuge oder 23% des weltweiten Umsatzes ausmachen.

China ist auf dem Vormarsch

China ist nach wie vor der größte Elektrofahrzeugmarkt der Welt, gefolgt von Europa und den Vereinigten Staaten. Im Jahr 2018 stellte China mit 1,27 Millionen verkauften Elektrofahrzeugen einen neuen Rekord auf. Im Gegensatz dazu kann Deutschland nur rund 68.000 neue EVs vorweisen. In Shenzhen, der Vorzeigestadt für die Elektrifizierung des öffentlichen Verkehrs, werden bereits mehr als 16.000 Elektrobusse von der Shenzhen Bus Group betrieben. Busse, die fast ausschließlich vom ebenfalls chinesischen Bushersteller BYD geliefert werden. Belächelt, als ursprünglich die vollelektrische Strategie vorgestellt wurde, ist BYD heute mit Abstand der Marktführer in diesem schnell wachsenden Segment. Dr. Stephan Rohr, Co-Founder und Geschäftsführer von TWAICE, besuchte erst kürzlich China und diskutierte aus erster Hand mit Vertretern der Shenzhen Bus Group die Herausforderungen einer voll elektrifizierten Flotte.

China ist auch in Bezug auf die reinen EV-Zonen ein gutes Beispiel. Der motorisierte Zugang zu einigen Bereichen der Großstädte ist heute nur noch mit emissionsfreien Fahrzeugen möglich. Solche Konzepte werden den Ausbau der Elektrofahrzeuge weiter beschleunigen und möglicherweise auch Europa und den Rest der Welt eher früher als später erreichen, um die Verschmutzung in den Innenstädten zu bekämpfen.

Andere Branchen elektrifizieren noch viel schneller

Während sich ein Großteil der Gespräche auf die Elektrifizierung auf Straßenfahrzeuge konzentriert, zeigen neue Studien, z.B. von IDTechEx Research, dass EVs vor allem bei Fahrzeugen abseits der Straße dominant sein werden: 15% der heute verkauften Bau-, Landwirtschaft- und Fertigungsfahrzeuge sind elektrisch. Dem Bericht zufolge wird aber bereits 2029 die Mehrheit der verkauften Fahrzeuge elektrisch angetrieben sein.

So war die Elektrifizierung dann auch einer der wichtigsten Trends auf der diesjährigen Bauma in München – der größten Fachmesse der Welt. Die Diskussion über Elektrifizierung und Digitalisierung stand branchenübergreifend im Mittelpunkt: Elektrische Antriebe, vernetzte Maschinen und automatisierte Prozesse treiben die Branche voran. Alles in allem: die Branche befindet sich im Umbruch und stellt Hersteller vor besondere Herausforderungen.

Die Elektrifizierung in der Luftfahrt stellt eine weitere wichtige und spannende Entwicklung mit großem Potenzial dar. Während eine Hybridlösung der wahrscheinliche Vorreiter für große Passagierflugzeuge ist, werden vollelektrische Lösungen für die städtische Mobilität entwickelt. Viele spannende neue Akteure konkurrieren mit den Weltkonzernen Airbus, Boeing und Co. um die beste Kurzstreckenlösung. Das deutsche Start-up Volocopter zum Beispiel zielt darauf ab die urbane Mobilität mit Elektrohubschraubern neu zu erfinden. Lilium, ein weiteres deutsches Start-up, arbeitet an einem revolutionären On-Demand-Flugtaxi auf Basis des elektrischen „Lilium-Jet“. Die Traditionsunternehmen Airbus und Boeing sind auch mit von der Partie und entwickeln eigene Konzepte.

Zunehmende Elektrifizierung verlagert den Fokus auf Batterien

Unabhängig von der Branche bedeutet der starke Trend zur Elektrifizierung nur eines: Die Nachfrage nach Lithium-Ionen (Li-Ion) Batterien steigt drastisch an – der sichtbarste Beweis dafür ist die Versorgungslücke bei den Zellen. Darüber hinaus sind die in Batterien verwendeten Materialien, wie z.B. Lithium und Kobalt, seltene und teure Ressourcen. Die Komplexität und die Ressourcenkosten führen zum hohen Wert von Batterien, sowohl als Anteil an den Fahrzeugkosten von 30 bis 50% als auch insgesamt mit Preisen von 200 €/kWh im Massenmarkt bis über 1.000 €/kWh in Spezialanwendungen. Das bedeutet, dass die 8,4 Millionen Elektroautos im Jahr 2025 und einer durchschnittlich großen Batterie von 50 kWh 84 Milliarden € an Batteriewert durch die Gegend chauffieren. Ein solcher Vermögenswert erfordert ein sorgfältiges Management.

Kombiniert man diesen finanziellen Wert mit der Tatsache, dass Batterien hochkomplexe elektrochemische Systeme sind, wird die Herausforderung für Hersteller und Batteriehalter deutlich. Da Batterien während ihrer gesamten Lebensdauer altern, nimmt ihre Leistung mit der Zeit ab, was zu Unsicherheiten bei den potenziellen Besitzern und Nutzern führt. In der Folge gewähren die Hersteller umfangreiche Garantien zwischen acht und zwölf Jahren auf die Batterien und nehmen somit das meiste finanzielle Risiko auf sich. Die richtige Entwicklung, Konstruktion und Bedienung ist daher eine zentrale Aufgabe für jeden OEM. Unsere Erfahrung zeigt, dass Software und Services zur effizienteren und nachhaltigeren Entwicklung und Bereitstellung von Batteriesystemen entscheidend sind.

Über TWAICE

TWAICE bietet eine prädiktive Analytiksoftware an, die die Entwicklung und den Betrieb von Lithium-Ionen-Batterien optimiert. Kerntechnologie von TWAICE ist der digitale Zwilling – eine Software, die tiefes Batteriewissen und künstliche Intelligenz kombiniert, um den Zustand der Batterien zu bestimmen und die Batteriealterung und -performance vorherzusagen. So werden komplexe Batteriesysteme transparenter, effektiver und zuverlässiger. Als führender Anbieter von Batterie-Analytiksoftware für Unternehmen des Mobilitäts- und Energiesektors auf der ganzen Welt, steigert TWAICE die Lebensdauer, Effizienz und Nachhaltigkeit von Produkten für eine elektrifizierte Zukunft.

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