Lithium-Alternative für die E-Mobilität?
Die Elektromobilität boomt. So sehr, dass der (derzeit) wichtigste Rohstoff für die Batterien zur Mangelware und damit teuer wird. Nicht, dass es zu wenig Reserven gäbe: Die 22 Mio. Tonnen Lithium (Quelle; könnte auch noch deutlich mehr sein) würden bei einem Bedarf von 10 bis 15 kg pro Fahrzeug sogar ausreichen, um alle Fahrzeuge dieser Welt (ca. 1,3 Mrd.) zu elektrifizieren. Was aber gar nicht das Ziel sein kann; wir kommen mit wesentlich weniger Fahrzeugen aus.
Teuer wird der Rohstoff, weil die Gewinnung nicht beliebig hochgefahren werden kann. Die derzeitige Jahresproduktion von rund 100’000 Tonnen liegt unter dem Bedarf – das Missverhältnis von Angebot und Nachfrage wirkt sich dementsprechend aus. Und die Nachfrage steigt schneller, zumindest zurzeit.
Wo steht die Forschung bei Batterien für Elektroautos?
Doch in der Batterieforschung hat sich viel getan in den letzten Jahren. Lange Zeit ging es darum, die Batterien besser zu machen: mehr Energiedichte (also mehr Kapazität in einem Kilogramm Batterie), mehr Leistungsfähigkeit (schnelleres Laden) und natürlich auch geringere Produktionskosten. Seit einigen Jahren werden aber noch zusätzliche Ziele verfolgt: bessere Verfügbarkeit der Rohstoffe, bessere ökologische und soziale Verträglichkeit (siehe SRF-Reportage zu den negativen Auswirkungen des Wasserbedarfs sowie Kontext dazu in unserer Kolumne) – bei dennoch geringeren Kosten.
Neue Technologie für Emob-Batterien schon da
Nun schaut es sehr danach aus, dass der Durchbruch in Form von Natrium-Ionen-Akkus bereits hinter uns liegt. Benötigt werden im Wesentlichen Natrium (das sowohl in der Erdkruste als auch im Meerwasser in grossen Mengen vorkommt), Eisen, Mangan und Magnesium – allesamt in «rauen Mengen» verfügbar und ökologisch unkritisch.
Die Energiedichte der Zellen ist zwar (derzeit noch) geringer: Genannt werden Werte von 145 bis 160 Wh/kg – das lieferten die Lithium-Batterien schon vor vier Jahren; heute liegt die Ausbeute bei 270 Wh/kg. Das ist aber auch schon der einzige Nachteil – demgegenüber punktet die neue Technologie mit höherer Leistung (80% Ladung in 15 Minuten), bessere Temperaturstabilität (auch bei –20 °C noch 90% der Kapazität; Quelle), einer Batterielebensdauer, die jene des Fahrzeugs bei Weitem übersteigt (Quelle), umwelt- und sozialverträglichem Abbau der erforderlichen Rohstoffe und vor allem deutlich niedrigeren Kosten.
Leistung der neuen Batterien für E-Autos
Bei der Energiedichte ist das Ende der Fahnenstange natürlich noch nicht erreicht – 200 Wh/kg werden bereits angekündigt. Insgesamt jedenfalls eine Performance, die den Schritt zur Massenfertigung erlaubt. Die chinesischen Riesen CATL, HiNa Battery und BYD starteten oder starten noch im Jahr 2023 damit (Quelle), ebenso zwei Werke in Europa und den USA (Quelle). Ein Kleinfahrzeug von BYD – eines der wenigen Unternehmen, die sowohl Batterien als auch Fahrzeuge produzieren – soll mit CHF 14’000 in einer für E-Autos vollkommen neuen Preisklasse angeboten werden (Quelle).
Wann kommen die neuen Batterien für Elektroautos auf den Markt?
Auch wenn es noch ein bisschen dauert, bis diese Entwicklung in Europa ankommt: Die Natrium-Ionen-Batterie wird der Elektromobilität zu einer noch deutlich schnelleren Durchsetzung verhelfen. Aus preislichen, ökologischen und nicht zuletzt auch aus Gründen der Verfügbarkeit.
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