Batteriepreis: Autozwerg zeigt Branchenriesen den Weg

Hybrid-und Elektroautos sind teurer als herkömmliche Pkw. Je nach Modell kann der Preis schon eine Differenz von mehreren tausend Euro betragen. Die Hochvolt-Batterie treibt den Preis in die Höhe. Auf sie entfallen 40 Prozent der Herstellkosten des elektrifizierten Antriebsstrangs. In fünf Jahren dürften die Akku-Kosten je Kilowattstunde drastisch sinken. Grund: Ein kleiner innovativer Autohersteller will den etablierten der Branche zeigen, wo es mit der E-Mobilität langgeht.

PlugIn-Hybride haben größte Absatzchance

Plug-in-Hybride mit 50 km elektrischer Reichweite haben die größten Absatzchancen. Diese Zukunft sieht Hans-Jakob Neußer, Entwicklungschef der Marke VW und Leiter der Motorenentwicklung im VW-Konzern. Mit seiner Meinung skizziert er den Branchentrend, zudem ebenso 48-Volt-Mild- und Hochvolt-Hybride gehören. Das Elektroauto fährt weltweit noch in einer sehr kleinen Nische. Es wird erst "in zehn Jahren wettbewerbsfähig sein", erklärte jüngst Daimler-Chef Dieter Zetsche.

Weltweit wächst der Markt für Elektroautos

„Wir rechnen 2020 damit, dass 10 Prozent bis 12 Prozent aller Fahrzeuge elektrifiziert sind, fünf Jahre später 15 Prozent“, erklärte Joachim Fetzer, Mitglied des Bosch-Bereichsvorstands Gasoline Systems. 2020 wären dies 12,1 Millionen Neufahrzeuge, darunter 2,5 Millionen reine Elektroautos und Hybrid-Pkw mit der Kombination von Verbrennungs- und Elektromotor, die fast die 10-Millionen-Marke erreichen sollen.

Deutschland holt auf

Bis Mitte der 1980er-Jahre war die Batterieproduktion ein Aushängeschild der deutschen Chemie-Industrie und der Elektrotechnik. Aber „30 Jahre ohne Forschung in Deutschland hat die Batterie zur einfachen Handelsware verkommen lassen“, sagte Otmar Frey, Geschäftsführer im Elektrotechnik-Verband ZVEI. Doch Deutschland hole auf, erklärte er dieser Tage anlässlich der ZVEI-Veranstaltung „Die Rolle der Batterie für die E-Mobilität“ in Reutlingen. Die Lücke in der Forschung schließe sich langsam wieder, so Frey mit Blick auf neue Hochvolt-Batterien für Autos.

90 Prozent der Akkus aus Asien

Der bei der Industrialisierung der Lithium-Ionen-Batterien - ein Milliarden-Markt - fahren große Hersteller wie Samsung, LG und Panasonic weit voraus. Bei Konsumartikel, etwa Handys und Laptops, sollen nach Schätzungen mehr als 90 Prozent der Akkuzellen aus Asien stammen. Der Vorsprung asiatischer Firmen ist sehr groß, doch die deutsche Industrie unternimmt seit einigen Jahren ernsthafte Anstrengungen, aufzuholen.

Das Rennen um die Wertschöpfung am Standort Deutschland läuft bereits

Bosch als Technologie-Konzern sieht das Rennen um die besten Akkus für Elektroautos noch nicht als entschieden an. „Ich glaube, wir können bald die besten Batterien aus Europa liefern, auch die Zellen“, sagte Fetzer. Doch die Entscheidung über eine Zellfertigung am Standort werde frühestens 2018 entschieden. Die Experten sehen gute Chancen für Deutschland im Wettbewerb um die Schlüssel-Technologie Hochvolt-Batterie. „Wir verstehen das Zusammenspiel zwischen Chemie, Elektronik und Kühlung“, betonte Fetzer. Und Gerhard Hörpel, Direktor des MEET- Batterieforschungszentrum der Uni Münster, pflichtete ihm bei: „Wir positionieren uns wettbewerbsfähig.“

Hochvolt-Batterien kommen bereits aus Deutschland

Etwa BMW, Bosch sowie Daimler und VW fertigen an ihren Standorten Akku-Systeme. Die werden mit Lithium-Ionen-Zellen aus Asien bestückt. Mit der Qualität der Energiespeicher steht oder fällt ein elektrischer Antriebsstrang. Ob Hybrid oder Elektroauto, die Batterie muss mindestens 150.000 Kilometer oder 15 Jahren exakt funktionieren. Bosch entwickelt und fertigt außer Li-Ionen-Zellen alle Komponenten für den elektrischen Antrieb. Dazu gehören Kernkomponenten wie Leistungselektronik und Hochvolt-Batterien. Die aktuellen Bosch-Antriebssysteme kommen dabei laut Konzern-Angaben auf einen Wirkungsgrad von 92 Prozent. Damit würde der Autobesitzer den Energieinhalt seiner Batterie bestmöglich ausnutzen können.

Bosch mischt mit

Schlüsselbauteile von Bosch finden sich bisher in weltweit 29 elektrifizierten Autos. Sie stecken als einzelne Komponenten oder als ganzes Antriebspaket in Hybrid-Pkw, auch solche mit Plug-in-Technik sowie in reinen Elektroautos. Darunter fallen unter anderen der Fiat 500e, VW mit dem Jetta Hybrid und E-Up, der Porsche Panamera Hybrid und der Diesel-Hybrid-Pkw von Citroen und Peugeot. Speziell die Leistungselektronik für Spannungsbereiche von 150 Volt bis 480 Volt sei in kleinen Hybrid-Pkw als auch in Sportwagen einzusetzen. Sie passe in einem Antriebsstrang mit einem E-Motor bis 100 Kilowatt Leistung.

Schon jetzt liegen die Preise unter den Kosten

Und laut Hörpel sind „die Asiaten sehr aggressiv dabei, Marktanteile zu gewinnen“. Die deutsche Nationale Plattform Elektromobilität (NPE) beziffert für 2014 die Kosten mit 380 Euro/kWh. Demnach würde beim VW Golf E die 24,2-kWh-Li-Ionen-Batterie heute rund 9.200 Euro kosten. Aber die Überkapazitäten in der Akku-Produktion drücken den Preis.

Autozwerg Tesla mischt den Markt auf

Das erst 2006 mit Elektroautos auf dem Markt gestartete US-Unternehmen baut ein Werk für Li-Ionen-Batterien. Die Zellen kommen aus Japan. Es sollen Akkus mit insgesamt 35 GWh (35 000 000 kWh) Energieinhalt im Jahr gefertigt werden. Das reiche für rund 350 000 Tesla-Pkw, so Fetzer. "Tesla wird die Kosten bis 2020 auf etwa 100 Euro/kWh bringen. Da müssen alle Hochvolt-Batterie-Anbieter auch hin, selbst mit einer anderen Zell-Chemie in ihren Batterie-Systemen", sagte der Bosch-Manager. Die Herstellkosten etwa für die Golf E-Batterie würden dann rund 2.500 Euro betragen. Insgesamt wäre der Kaufpreis des Elektroautos für den Kunden immer noch höher als ein herkömmlich angetriebener Pkw, so Fetzer. Aber gleichzeitig stiegen auch die Kosten für Verbrennungsmotoren durch Umweltschutzvorschriften.

Die Batterien werden besser und billiger

Bosch will bis 2020 die Leistungsfähigkeit der Hochvoltspeicher verdoppeln. „Heutige Akkus haben eine Energiedichte von etwa 115 Wh/kg, und es sind bis zu 280 Wh/kg möglich“, hob Fetzer hervor. Die nächste Batterie-Generation in Lithium-Ionen-Technik entsteht bereits im Joint Venture „Lithium Energy and Power“. Boschs Partner sind die japanischen Konzerne GS Yuasa und Mitsubishi Corporation.Mit neuen Materialien der Elektrochemie in den Zellen wollen die Partner den Energieinhalt der Batterien deutlich erhöhen. Damit sinken Gewicht sowie Platzbedarf der Akkus und die Reichweite der Elektroautos steigt. „Wir brauchen einen langen Atem“, so Forscher Hörpel von der Uni Münster. Zwar werde bereits auf Basis von Lithium-Schwefel geforscht, doch diese Technik ist wohl frühestens 2025 serienreif.