Umfrage der Markt&Technik
Lieferzeiten für Lithium-Ionen Akkus steigen auch 2022
War die Branche im Frühjahr 2021 noch optimistisch, ist nun festzustellen, dass sich die Lieferzeiten noch weiter erhöht haben. Zahlreiche Lithium-Ionen-Akkus sind auf Allokation. Mit einer Entspannung wird 2022 nicht gerechnet.
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Spezialbatterien
Einig sind sich die Befragten aus der Branche darin, dass die Mitte September per Dekret verordneten Stromeinsparungen in China, die zu einem Engpass bei der Belieferung mit Magnesium geführt haben, sich weiter verschärfend auf die Kosten- und Lieferzeitentwicklung bei Lithium-Ionen-Akkus auswirken dürfte.
Im Rahmen der Befragung schälte sich aber auch ein interessanter Aspekt heraus. So berichtet Hetzel, dass sich das Zellformat 21700 inzwischen wachsender Beliebtheit erfreue, »weil es besser verfügbar ist als 18650 und sich gut in Industrieapplikationen eindesignen lässt«. Suter beurteilt das ähnlich: »Sollte die Zellgröße 18650 auch in Zukunft immer schlechter verfügbar sein, sehe ich echt gute Chancen für die 21700. Natürlich muss das Zellformat immer zur Applikation passen.« Und auch Hack: »Bei allen Herstellern steht die 21700 derzeit, getrieben durch das Einsatzgebiet Automotive, im Fokus. Ich gehe davon aus, dass diese Zellgröße in den nächsten zwei bis drei Jahren auch bei allen anderen Industrien und Anwendungsbereichen, bei Neuentwicklungen der Standard sein wird.« Einen vermehrten Einsatz auch in Industrieapplikationen nimmt auch Eichhorn wahr, »aber noch auf relativ niedrigem Niveau. Über Zellen wie die 4680 und ihre Verfügbarkeit für den Industriemarkt lässt sich im Moment jedoch nur spekulieren«.
Weniger optimistisch gibt sich Wilp. Er verweist darauf, dass heute alle Produktions-Tools im Industriebereich auf 18650 ausgelegt sind. Er wendet auch ein, dass 21700 von den Herstellern häufig noch dem E-Mobility-Bereich vorbehalten werden. »Um einen Übergang auf 21700 oder gar 4680 voranzutreiben, müsste eine breite Verfügbarkeit sicher gestellt sein.« Auf diesen Punkt weist auch Sonnemann hin: »Natürlich kann die Größe 21700 auch für die Industrie noch weiter interessant werden, aber die Verfügbarkeit wird nach meiner Einschätzung in den nächsten Jahren nicht besser.« Er rät Industriekunden deshalb häufig zu Nickel-Metal-Hydrid: »Dort gibt es in der Produktion keine Engpässe, und auch der Transport und die Zulassung sind deutlich einfacher.« Dass sich noch größere Zellformate wie im Fall 4680 bei Tesla am Markt durchsetzen, glaubt er vorerst nicht: »In den nächsten drei bis fünf Jahren kaum.«
Überhaupt kein Thema ist 21700 für GS Yuasa. »Wir produzieren für den Antriebsbereich seit Jahren nur prismatische Zellen mit Edelstahlgehäuse«, so Eckert. »Diese werden auch heute schon in industriellen Anwendungen eingesetzt. An dieser Strategie halten wir auch in Zukunft fest.«
Bleibt die Frage, welche Optimierungsmöglichkeiten sich im Lithium-Ionen-Bereich in Zukunft noch bieten, um die volumetrische und die gewichtsbezogene Energiedichte in Zukunft noch weiter zu steigern. »Je nach Zellchemie werden heute schon 90 bis 250 Wh/kg erzielt«, so Suter; »für zukünftige Lithium-Ionen-Batterien werden heute Energiedichten von bis zu 310 Wh/kg erwartet«. Kurzfristiges Potenzial bieten nach Einschätzung von Henn »Ansätze im Bereich eines Feststoffelektrolyten und mit Silizium«. Hetzel erwartet Fortschritte bei den Lithium-Eisen-Phosphat-Zellen, »die sich verstärkt als Antriebs-Akkus durchsetzen werden«.
Wilp erwartet Verbesserungen bei der Energiedichte vor allem durch die Verwendung neuer Anoden- und Kathodenmaterialien. Auf diese Karte setzt man auch bei GS Yuasa. Eckert: »Wir planen für 2025 die Einführung einer neuen Lithium-Ionen-Zelle, mit einer Kathode basierend auf Lithiummetall. Eine Verbesserung, welche die Energiedichte um das Dreifache erhöhen wird und darüber hinaus auch die Zyklenfestigkeit deutlich steigert.«
Und dann wäre da noch die Frage nach dem zukünftigen Nebeneinander oder der Rivalität zwischen Batterie und Akku auf der einen Seite und Wasserstoff auf der anderen. Sonnemann gibt sich erst mal skeptisch: »Ich denke, bei Wasserstoff-Lösungen muss sich erst mal zeigen, ob eine Massenproduktion von den Kosten her sinnvoll ist. Ich denke, dass sich durch Wasserstoff keine direkte Konkurrenz ergibt.« – »Technisch gesehen könnten brennstoffzellenbetriebene Fahrzeuge im Mobility-Bereich eine gute Alternative zu batteriebetriebenen Fahrzeugen sein«, meint Wilp. »Im Industriebereich sehe ich dagegen Wasserstoff nicht als einsetzbare Alternative, da hier das Handling, das notwendige Volumen, die Wartung und anderes mehr als eindeutig gegen Wasserstoff sprechen.« Eine direkte Konkurrenz zwischen Batterie und Wasserstoff sieht Eichhorn aktuell, wenn überhaupt, dann eher bei Großspeichern zur Netzstabilisierung oder in größeren Nutzfahrzeugen.
Hetzel sieht gerade im Bereich der Elektromobilität Wasserstoff als starke Konkurrenz zu Akkus an. »Durch Weiterentwicklung wird sich die Effizienz noch steigern lassen, was es erleichtern dürfte, Wasserstoff-Lösungen am Markt zu platzieren.« Eine ziemlich klare Vorstellung von Wasserstoff hat Henn: »Persönlich bin ich der Meinung, dass Wasserstoff vor allem im Schwerlastfernverkehr seine Notwendigkeit hat.«
»Wasserstoff ist eine optimale Treibstoffalternative zu fossilen Energieträgern wie Benzin und Diesel und trägt zur Dekarbonisierung des Straßenverkehrs und der Schwerindustrie bei«, so Suter; »Voraussetzung ist aber, dass der energieintensive Herstellungsprozess in Form der Elektrolyse mit CO2-neutraler erneuerbarer Elektrizität geschieht«.
»Wasserstoff und Batterien werden nicht im Antrieb eine Koexistenz eingehen«, ist sich Eckert abschießend sicher, »das setzt aber voraus, dass wir genügend Strom erzeugen können, um grünen Wasserstoff herzustellen und anschließend lagern und transportieren zu können«. Eckert vermutet aber, »dass wir davon noch ziemlich weit weg sind«.
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