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Analyse von IDTechEx

Markt für Nicht-Lithium-Batterien könnte rasant steigen

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Geht es nach den Marktforscher von IDTechEx, könnte der Markt für Nicht-Lithium-Batterien vor allem bei stationären Speichern ab der zweiten Hälfte dieser Dekade um jährlich 61 Prozent steigen. Doch auch Lithium-basierte Zellchemien werden sich weiter diversifizieren.

Bislang waren Lithium-Ionen-Batterien die bevorzugte Lösung für die Elektrifizierung von Fahrzeugen und stationäre Energiespeichersysteme. Allerdings rückt die Lieferkette für die Produktion von Lithium-Ionen-Batterien zunehmend in den Blickpunkt, da für die zweite Hälfte der 2020-er Jahre Engpässe zu erwarten sind.

Dadurch eröffnen sich Chancen für alternative Batteriechemien, die nicht auf Lithium, Kobalt oder Nickel basieren. Darüber hinaus bietet der Bedarf an kostengünstigeren Lösungen, die sich besser für die stationäre Energiespeicherung über längere Zeiträume eignen, eine weitere Chance für alternative Technologien.

Obwohl sich vor allem Natrium-Ionen-Batterien für den Markt für Elektrofahrzeuge eignen, wird der Einsatz alternativer Batteriechemien außerhalb der Segmente für Elektrofahrzeuge und batteriebetriebene Elektroautos besonders wichtig sein. In ihrem jüngsten Bericht Advanced Li-ion and Beyond Lithium Batteries 2022-2032: Technologies, Players, Trends, Markets prognostizieren die Marktforscher von IDTechEx, dass der Markt für Nicht-Lithium-Batteriechemien in stationären Anwendungen zwischen 2022 und 2032 um jährlich durchschnittlich 61 Prozent (CAGR) wachsen könnte.

Während Lithium-Ionen-Batterien in den letzten fünf bis sechs Jahren die vorherrschende Speichertechnologie (ohne Pumpspeichertechnik) waren, werden für die Speicherung von Energie über einen längeren Zeitraum kostengünstigere Systeme benötigt, ohne auf teure Quellen, z. B. aus der Reserve für die Frequenzregulierung oder dem Lastspitzenausgleich (Peak Shaving), zurückgreifen zu müssen.

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Bis 2025 könnte der Anteil der Nicht-Lithium-Batterien bei den stationären Speicheranwendungen bereits zehn Prozent betragen.
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Aus diesem Grund wurden Batteriechemien auf der Basis von Zink, Natrium und Eisen sowie Redox-Flow-Batteriekonzepte entwickelt, die sich leichter skalieren lassen. IDTechEx erwartet, dass bis 2025 Nicht-Lithium-Batterien, einschließlich Natrium-Schwefel-, Redox-Flow-, sekundäre zinkbasierte und Natrium-Ionen-Batterien, mehr als zehn Prozent des stationären Speichermarktes in GWh ausmachen werden (ohne Pumpspeicherwerke).

Lithium-Ionen-Technologie diversifiziert sich weiter

Aber nicht nur bei den Alternativen zu Lithium, sondern auch bei der Lithium-Ionen-Technologie selbst dürfte sich die Technologie diversifizieren. Bei der Anode könnten Entwicklungen bei Silizium und Lithium-Metall die Nachfrage schließlich von Graphit wegführen. Schwierigkeiten, die Lebensdauer zu erhöhen, könnten überwunden werden, und die Aussichten, die Energiedichte erheblich zu verbessern, haben dazu geführt, dass diese Materialien als Anoden für Lithium-Ionen-Akkus sehr gefragt und interessant sind.

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Zahl der Start-ups, die in den verschiedenen Bereichen der Batterietechnologie entstanden sind.
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Dies lässt sich an der großen Zahl von Start-ups ablesen, die an der Kommerzialisierung der Silizium- und Lithium-Metall-Technologie (oft in Verbindung mit Festkörperelektrolyten) arbeiten. Laut IDTechEx dürfte die Nachfrage nach siliziumbasierten Anodenmaterialien zwischen 2022 und 2032 mit einer durchschnittlichen Wachstumsrate von 45,2 Prozent steigen.

Während die Weiterentwicklung von Anoden größtenteils durch Leistung und Energiedichte bestimmt wird, spielen bei der Entwicklung von Kathoden die Kosten und die Verringerung von Versorgungsengpässen eine wichtige Rolle. Der Wunsch, Kobalt und sogar Nickel zu ersetzen, gründet sich darauf, dass die Versorgungslage bei diesen kritischen Materialien schwierig werden könnte. Daher könnten Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP) Marktanteile zurückerobern und in neue Anwendungsbereiche vordringen, während die Markteinführung von LMFP (Lithium-Eisen-Mangan-Phosphat) und LNMO (Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt-Oxide) die Vielfalt der in Lithium-Ionen-Zellen verwendeten Materialien weiter erhöhen dürfte.

Neue Fertigungsprozesse senken Kosten

Neben den Materialien und dem Metallgehalt entwickeln Unternehmen wie Nano One und 6K Energy Verfahren zur Herstellung von Kathoden, mit denen sich der Durchsatz verbessern sowie der Energieaufwand und die Abfallmenge verringern lassen. Dies sind Bereiche, die entscheidend dazu beitragen könnten, die Kosten für die Lithium-Ionen-Technologie weiter zu senken und ihre Umweltbilanz zu verbessern.

Der neue Bericht von IDTechEx befasst sich mit fortschrittlichen Batterietechnologien, darunter Silizium- und Lithium-Metall-Anoden, Feststoff-Elektrolyte sowie Lithium-Schwefel-, Natrium-Ionen- und Redox-Flow-Batterien, und geht dabei auf technologische Entwicklungen, Akteure und Märkte ein.


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