Dirk-Uwe Sauer: Im Einkauf liegen die Preise für Lithium-Ionen-Zellen schon heute bei rund 200 Euro pro Kilowattstunde.
Gernot Goppelt
Eines der wesentlichen Hindernisse der Elektrifizierung bestand bisher in den hohen Kosten für den Energiespeicher. Vor wenigen Jahren bekam man noch Preise zwischen 700 und 1000 Euro pro Kilowattstunde zu hören, ein Wert, der einen brauchbaren Business-Case für Elektroautos fast unmöglich macht. Mittlerweile sind die Preise offenbar rapide gesunken.
Auf dem CTI Symposium Automotive Transmissions, HEV and EV Drives in Berlin, das heute zu Ende geht, nannte Professor Dirk Uwe Sauer, Professor für Elektrochemische Energieumwandlung und Speichersystemtechnik, Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe (ISEA), RWTH Aachen, weitaus erfreulichere Zahlen. Demnach sind Einkaufskosten pro kWh mittlerweile auf rund 200 Euro gesunken, wobei es sich dabei anders als beim US-Hersteller Tesla um Zellen handele, die für Automotive-Anwendungen ausgelegt sind. Um welche Zellenform es sich dabei handelt, spielt nach Sauers derzeitigen Beobachtungen keine große Rolle. Bis 2020 könnten die Batteriepreise weiter sinken, wenn auch bei deutlich abflachender Kurve. So erwartet er beispielsweise bei Zellen aus Südkorea Kosten um 150 Euro.
Die erheblichen Preissenkungen führt Dirk-Uwe Sauer unter anderem darauf zurück, dass große japanische und koreanische Hersteller versuchen, über günstige Preise eine Marktdominanz herbeizuführen. Daher sei es auch schwierig einzuschätzen, inwieweit die Preise kostendeckend sind. Er geht allerdings davon aus, dass es eine Marktkonsolidierung mit wenigen Anbietern geben wird, sodass sich die Preise stabilisieren werden - Grenzen setzten dabei letztlich die Rohstoffkosten.
140 bis 170 Wh/kg in BEV-Anwendungen
Bei der Energiedichte rechnet der Professor mit keiner Revolution. Derzeit liege sie bei etwa 140 bis 170 Wh/kg in BEV-Anwendungen. Bis 2020 rechnet er mit einer Energiedichte von an die 250 Wh/kg. Eine Fahrstrecke von 100 Kilometer sei somit mit Batteriepacks zu erreichen, die 100 bis 150 kg wiegen. Da entsprechend Professor Sauers Darlegungen nur mit mäßigen Verbesserungen der Energiedichte zu rechnen ist, wird das Batteriegewicht weiterhin ein begrenzendes Element für die Reichweite sein. Somit bleibt bei Langstrecken offen, wie der Wettbewerb mit Energieträgern wie Wasserstoff ausgehen wird.
Lithium-Luft-Batterien, deren Energiedichte im Bereich fossiler Energieträger liegen würde, sieht Sauer skeptisch. Beispielsweise sei das dabei erforderliche metallische Lithium hochreaktiv, außerdem handele es sich nicht um einen leistungsorientierten Energiespeicher. Auch bei Lithium-Schwefel-Speichern sei offen, wie es um Lebensdauer und Sicherheit steht. Beim Thema Lebensdauer der heutigen Batterietechnik ist er dagegen optimistisch: Je nach Entladetiefe rechnet er mit 3000 bis 5000 Zyklen. So seien über die Lebensdauer Reichweiten von über 300.000 Kilometer erreichbar, die somit deutlich über dem Bedarf liegen.
Plädoyer für verteilten, modularen Batterieaufbau
Hinsichtlich der Batteriearchitektur im Fahrzeug sieht Sauer noch großes Potenzial. Da bei seriellen verschalteten Zellen die jeweils schwächsten Elemente die Gesamtperformance der Batterie bestimmt, plädiert er für einen verteilten, modularen Aufbau der Batterien. Das käme im Übrigen auch einer sinnvollen räumlichen Verteilung der Module und somit einer sinnvollen Gesamtfahrzeugarchitektur zugute. Außerdem ließen sich auf diese Weise energie- und leistungsorientierte Batteriepacks kombinieren.
Obwohl Professor Sauer bis 2025 mit keinen revolutionären Entwicklungen rechnet, ist die Botschaft der vorgestellten Zahlen eigentlich positiv: Sofern kein Langstreckenbetrieb vorgesehen ist, rücken die Batteriekosten für reine Elektroautos in den Bereich des Bezahlbaren. Noch besser sieht es für Hybrid- und Range-Extender-Konzepte aus, bei denen nach Sauers Ausführung bereits heute eine Preisgestaltung machbar sein müsste, die "vor Kunde" bestehen kann.