E-Mobilität „Ohne Nachhaltigkeit und Sicherheit kommt die Branche nicht voran“

Ein Gastkommentar von Matthias Simolka

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Die Branche muss nachhaltige und sichere Batterietechnik entwickeln, sagt Matthias Simolka. Wo diese produziert wird und welche Fragen für die Zukunft der E-Mobilität aufkommen, zeigt der Experte von Twaice in einem Gastkommentar.

Dr. Matthias Simolka arbeitet als Senior Technical Solution Engineer bei Twaice. Zuvor war er als Berater und in der akademischen Forschung tätig.
Dr. Matthias Simolka arbeitet als Senior Technical Solution Engineer bei Twaice. Zuvor war er als Berater und in der akademischen Forschung tätig.
(Bild: Twaice)

Bei der Herstellung von Batterien stehen vor allem die Kosten und Sicherheit im Fokus – große Hoffnungsträger sind Natrium-Ionen-Batterien. Diesen Trend realisieren beispielsweise CATL und BYD. Beide haben jüngst den Marktstart von Natrium-Ionen-Batterien für 2023 angekündigt. Natrium-Ionen sind die Lösung für Anwendungen, die eine geringere Energiedichte und preisgünstigere Batterien (pro kWh) erlauben. Zudem haben sie den Vorteil, sowohl sicherer zu sein, als auch umweltschonendere Materialien zu nutzen.

Neben Natrium-Ionen gibt es andere Materialzusammensetzungen, die sich mehr und mehr im Markt durchsetzen oder kurz vor ihrem Durchbruch stehen. Dabei handelt es sich zum Beispiel um LMFP-Akkumulatoren (Lithium-Mangan-Eisenphosphat), bei denen traditionelles LFP (Lithium-Eisen-Phosphat) mit einem Zusatz von Mangan verwendet wird. Durch die Zugabe kann die Leistung von Standard-LFP erhöht werden. Auf der Anodenseite setzt sich der Trend zu einem stetig zunehmenden Siliziumanteil in der ansonsten Graphit-basierten Elektrode fort.

Festkörperbatterien ab 2025

Des Weiteren versprechen Festkörper- und Lithium-Metall-Batterien eine Revolution der Batterieleistung – bereits heute üben sie Druck auf „Standard“-Batterien aus. Durch den Verzicht auf toxische Lösungsmittel könnten die Festkörperbatterien umweltschonender hergestellt werden. Einige Pläne für Festkörperbatterien zielen darauf ab, die Technik 2025 im großen Maßstab auf den Markt zu bringen.

Das würde bedeuten, dass diese Batterien unter realitätsnahen Bedingungen jetzt zügig erprobt werden müssen. Da die „Standard“-Batterien sich jedoch stetig weiterentwickeln, bleibt abzuwarten, ob Festkörperbatterien überhaupt der Quantensprung gelingt.

Standards in puncto Menschenrechte, Meinungsfreiheit und fairer Handel

Die globale Pandemie, Lieferkettenprobleme, Konflikte und Krieg sprechen eine deutliche Sprache. Zur Nachhaltigkeit gehört, sich unabhängig vom Bezug bestimmter Materialien oder Gütern aus Wirtschaftssystemen zu machen, die die politischen Standards in puncto Menschenrechte, Meinungsfreiheit und fairer Handel unterminieren. Auch deshalb wird der Bau vieler neuer Batteriewerke hierzulande angekündigt.

Umstellungen auf die zuvor erwähnten Ressourcen-Alternativen wie Natrium und Magnesium sind erste Schritte, um Abhängigkeiten von wenigen Zellherstellern zu reduzieren, da sowohl Bereitstellung als auch Weiterverarbeitung der Materialien in der Nähe der Produktionsstätten stattfinden kann.

Sicherheit wird in den Fokus rücken

Wenn man mit Vertretern des öffentlichen Nahverkehrs und der Schwerlastmobilität spricht, liegt das Hauptaugenmerk auf der Zuverlässigkeit und dem kosteneffizienten Betrieb der Batterien. Dabei wollen Unternehmen wissen, wie lange die Anlagen genutzt werden können, wann die Erneuerung der Batterien geplant werden muss und wie Batterien weiterverwendet werden können, die aus dem mobilen Erstbetrieb ausscheiden. Das Thema Sicherheit rückt dabei leider in den Hintergrund.

Was bisher im Bereich des öffentlichen Verkehrs geschah, geschah mit den „Early Adopters“, also Innovatoren, die neue Ideen früh übernahmen und testeten. Da wir uns in einer sich rasant fortentwickelnden Branche befinden, die extrem schnell lernt, wird das Thema Sicherheit in den nächsten Monaten mehr und mehr in den Fokus der ÖPNV-Branche rücken. Das ist auch gut so, denn die Gesamt-Batteriegröße (und damit der Wert des finanziellen Sachguts) in Form von Elektrobusflotten nimmt rapide zu und damit auch die Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses für die verschiedenen Akteure auf dem Markt.

Batteriebranche muss Nachhaltigkeit und Sicherheit fördern

In vielerlei Hinsicht sind große Veränderungen in der Batterieindustrie in Planung und teilweise in der Umsetzung. Bei allem steht fest: Der Fokus auf Nachhaltigkeit und Sicherheit in der E-Mobilität darf niemals in den Hintergrund geraten und sollte in allen Aspekten gefördert werden. Das ist wichtig, um die gesamte Batterieindustrie voranzubringen und die Energiewende erfolgreich umzusetzen. (sp)

* Dr. Matthias Simolka, Senior Technical Solution Engineer bei Twaice

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