Elektromobilität Wer baut die Batterie von morgen?

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Die großen Automobilhersteller setzen zunehmend auf Elektro­mobilität. Das kurbelt den Verbrauch von Batterien an. Was bedeutet das für die Batteriehersteller in der Prozessindustrie? Der Artikel blickt auf Markttrends, Herausforderungen und Chancen für die Prozessindustrie und ihre Partner.

Elektrofahrzeuge sind ein wichtiger Bestandteil der globalen Energiewende, die durch neue Technologien, ein zunehmendes Umwelt- und Verantwortungsbewusstsein sowie die Gesetzgebung vorangetrieben wird. Während die großen Automobilhersteller immer weniger Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor herstellen, stehen die Batterieproduzenten der Prozessindustrie vor der Herausforderung, die steigende Zahl von Elektrofahrzeugen zu versorgen.

Die E-Mobilität gewinnt immer mehr an Fahrt und veranlasst die Automobilindustrie zu einem der größten Umbrüche ihrer Geschichte. Gesellschaftliches Umdenken, umweltfreundlicherer Konsum und eine nachhaltigere Produktion gehen Hand in Hand. Benzin- und Diesel-Fahrzeuge sind zwar nach wie vor noch wichtig, aber der Einsatz fossiler Brennstoffen weicht immer mehr der Elektromobilität. Die rasant steigende Zahl teil- und vollelektrischer Fahrzeuge ist Ursache und Wirkung eines stärkeren Umweltschutzes und entwickelt sich zu einem positiven Kreislauf.

Nachfrage nach E-Autos steigt

Obwohl die weltweite Nachfrage nach Neuwagen derzeit durch den Mangel an Mikrochips und die hohe Inflation gedämpft wird, steigen Verbraucher immer schneller von Verbrennermotoren auf E-Fahrzeuge um. Der norwegische Straßenverband OFV gibt beispielsweise an, dass im Januar 2022 rund 80 Prozent der neu zugelassenen Privatfahrzeuge E-Fahrzeuge sein werden.

Laut einer aktuellen Studie von Ernst& Young würden 69 Prozent der Autofahrer in China und 63 Prozent der Autofahrer in Südkorea, die den Kauf eines Autos planen, ein E-Fahrzeug wählen. Auch Technologien und Materialien haben sich in den letzten Jahren weiter entwickelt. Die Energiedichte konnte massiv erhöht und die Kosten für Batteriestrom gesenkt werden – von 7.500 US-Dollar pro Kilowattstunde im Jahr 1991 auf nur 100 US-Dollar heute. E-Fahrzeuge können heute wesentlich längere Strecken zwischen zwei Ladevorgängen zurücklegen, und da die meisten Fahrten kurz sind, lassen die anfänglichen Bedenken vieler Menschen hinsichtlich der Reichweite nach.

Gesetze fördern den Trend zu E-Auto

Auch Politik und Gesetzgeber unterstützen und fördern den Trend zum E-Auto häufig durch höhere Kfz-Steuern auf Benziner und Diesel sowie durch staatliche Anreize zum Kauf und zur Nutzung von Elektrofahrzeugen. Städte wie London haben Niedrigemissionszonen eingeführt, um Verbrenner aus dem Verkehr zu ziehen. Die britische Regierung plant noch weitere Beschränkungen und verbietet beispielsweise den Verkauf aller Neuwagen mit Verbrennungsmotoren ab 2030.

Die Marktnachfrage bedienen

Neben der rasanten Umstellung auf Elektroautos gibt es weitere Herausforderungen für die Branche, wie z.B. die stark gestiegenen Energie- und Rohstoffkosten, die höhere Nachfrage der schnell wachsenden Bevölkerungen in Asien und Afrika sowie politische Spannungen und Kriege. Um sich in diesem Umfeld zu behaupten und erfolgreich zu sein, kann sich kein Hersteller technologischen Stillstand leisten. Schon deshalb müssen energieintensive Produktionsbetriebe – und die Hersteller von Autobatterien gehören dazu – effizienter sein als die meisten anderen.

Energiespeicher

Die Batterie von morgen: Warum es nicht immer Lithium sein muss

Derzeit werden etwa 90 Prozent der in Europa benötigten Batterien für Elektrofahrzeuge in Asien, vor allem in China, hergestellt. Um sich aus dieser Abhängigkeit zu befreien, ist es dringend notwendig, die Produktionskapazitäten für Batterien in Europa zu erhöhen.

Erschwerend kommen gerade die Materialengpässe hinzu: Die Fabriken in Europa warten in der Regel wochenlang auf ihre Bestellungen und sind in hohem Maße auf Rohstoffe vor allem aus Afrika, Komponenten aus Asien und generell auf Langstreckenlieferungen angewiesen.

Standort und Design von Anlagen

Überall in Europa wird mittlerweile investiert, insbesondere in den nordischen Ländern, in Deutschland und in Osteuropa. Hier befinden sich eine beträchtliche Anzahl neuer Batteriefabriken für die Automobilindustrie und Produktionsanlagen für Batteriematerialien in der Planungs- oder Bauphase. Bei vielen davon handelt es sich um so genannte „Gigafabriken“ – riesige Anlagen zur Herstellung von Batterien in großem Maßstab.

Angesichts der Notwendigkeit, Transportemissionen und -kosten zu minimieren, stimmen die europäischen Automobilhersteller, Rohstoffverarbeiter und Chemieproduzenten ihre Anlagen enger aufeinander ab. Da neu entstehende Gigafabriken große Mengen an Energie verbrauchen, wählen einige von ihnen Standorte in der Nähe verfügbarer Quellen für erneuerbare Energien, um die gesamte Wertschöpfungskette so grün wie möglich zu gestalten.

Abgesehen von der Tatsache, dass neue Batterieproduktionsanlagen immer größer werden, sind sie jetzt auf maximale Flexibilität ausgelegt, um neuen Technologien und den sich schnell ändernden Marktanforderungen gerecht zu werden. Produktionsmaschinen und -anlagen müssen zügig und genau nach Bedarf installiert, bewegt und demontiert werden können. Im Vergleich zu den Anlagen von vor einigen Jahren wird bei Stahlbauten und anderen Konstruktionen „weniger geschweißt und mehr geschraubt“. Oder anders ausgedrückt: Die Gleise werden verlegt, während der Zug in voller Fahrt ist.

Unterstützung erforderlich

Ein wichtiger Teil der Lieferkette für Elektrofahrzeuge beginnt mit der Planung und dem Bau von Anlagen zur Verarbeitung von Materialien wie Graphit, Lithium und Mangan zu Vorprodukten sowie von Anlagen für die chemische Herstellung von Batteriekomponenten. Dazu gehören Kathoden, Anoden und Elektrolyte sowie die Separatoren, die zur Umwandlung der gespeicherten chemischen Energie in elektrische Energie beitragen.

Die Chemie- und Verfahrenstechnik von Batterieproduktionsanlagen ist hochkomplex und erfordert oft maßgeschneiderte Lösungen. Anlagenbetreiber, die Batterievorprodukte oder -komponenten herstellen wollen, sind daher gut beraten, einen kompetenten, starken und zuverlässigen Projektpartner zu finden, der sie in allen Phasen des Projektlebenszyklus berät und unterstützt. Dies gilt insbesondere für die wachsende Zahl von Elektrofahrzeug-Herstellern, die beabsichtigen, Batterien selbst zu produzieren und sich mit Halbfertigprodukten und Rohstoffen unabhängiger zu machen.

Als ein international führender Industriedienstleister unterstützt Bilfinger die Prozessindustrie, darunter Batterieproduzenten und Hersteller von Batteriematerialien, bei ihrem Beitrag zur Energiewende. Jahrzehntelange einschlägige Erfahrung in der benachbarten Chemieindustrie, kombiniert mit Expertise in der Automobilindustrie, ermöglichen es dem Industriedienstleister, die Kunden über den gesamten Lebenszyklus, bei allen Produktionsschritten und in den verschiedenen Gewerken ihrer Batterieanlagenprojekte umfassend zu unterstützen.

Die multidisziplinären Teams liefern alle Leistungen aus einer Hand - von der Projektplanung und Beschaffung über das Engineering und die Montage bis hin zu Instandhaltung, Modifikation und Rückbau – und sparen so Zeit, Kosten und Aufwand.

Da für die Planung und den Bau von Batterieanlagen, die sowohl den Kundenwünschen als auch den Umweltanforderungen entsprechen, viel Erfahrung und Know-how erforderlich ist, unterstützt Bilfinger bereits in einer frühen Phase der Investition.