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Battery 2030+ hebt ab, die EU setzt auf die Batterien der Zukunft

Hier ist die Roadmap von Battery 2030+. Europa setzt auf sich selbst und auf die Fähigkeiten seiner Industrie, um die Lücke in der Wertschöpfungskette von Autobatterien der neuen Generation zu schließen. Battery 2030+ ist der innovativste Teil des Projektes European Battery Alliance (EBA). Ziel ist die Entwicklung von »nachhaltigen Batterien der Zukunft, und Europa in die Lage zu versetzen, die Ziele des European Green Deal zu erreichen«.

Es geht um einen Markt von 250 Milliarden

Bei der Energiewende geht es auch um Energie und darum, Möglichkeiten zu schaffen, sie zu akkumulieren und sie dann zu nutzen, wenn man sie braucht. Bei den Batterien geht es also um einen Markt, dessen Umfang bis zum Jahre 2025 auf 250 Milliarden Euro geschätzt wird, dessen Monopol heute bei den asiatischen Produzenten liegt. Die EU möchte davon einen größeren Anteil, als den von derzeit 5% erreichen. Die Nachfrage kommt vor allem aus dem Automotive-Bereich, in dem das Engagement bei den Elektroautos liegt.

Der Übergang zur E-Mobilität ist eines der von der Europäischen Union gesetzten Ziele, um den Verbrauch fossiler Brennstoffe zu reduzieren, der sich in Europa auf 275 Millionen Tonnen Benzin und Diesel pro Jahr beläuft. Nach dem Energy Transition Outlook 2019 Bericht, der von Dnv Gl erstellt wurde, werden im Jahr 2032 die vollelektrischen Personenfahrzeuge die Hälfte der weltweit verkauften Fahrzeuge ausmachen. Die Kosten für Batterien werden auf drastische Weise sinken: heutzutage kosten sie 156 Dollar pro kWh, vor nur zehn Jahren kosteten sie 1000 Dollar/kWh. Doch machen sie damit noch mehr als ein Drittel des Wertes des Fahrzeugs aus. Nach Bloomberg New Energy Finance wird man im Jahr 2023 auf einen Preis von 100 Dollar/kWh kommen, wodurch die Kosten für ein Elektroauto im Verhältnis zum Auto mit Verbrennungsmotor auf dem gleichen Stand sein werden.

Asien nicht die Führungsrolle überlassen

Weil es in Europa keine Batterieindustrie gibt, sind auch die Hersteller des alten Kontinents heute gezwungen, sich aus Asien beliefern zu lassen. Wenn dies alles kurzfristig und mit der aktuellen Technologie auch unvermeidbar ist, könnten sich die Dinge mit dem für das nächste Jahrzehnt erwarteten Technologiesprung ändern. Die Konkurrenz arbeitet schon daran. Samsung, einer der ersten Produzenten der Welt, hat beispielsweise angekündigt, einen Prototypen einer Feststoffbatterie hergestellt zu haben, die eine Reichweite von bis zu 800 km sicherstellen kann und um 50 % kleiner ist, als konventionelle Lithium-Ionen-Batterien.

Mit der gerade festgelegten Roadmap Battery 2030+ werden die Schlüsselziele fokussiert. Dazu gehören: sauberere Batterien mit einem geringeren CO2-Ausstoß und einem geringeren Verbrauch von kritischen Rohstoffen und zu erschwinglicheren Preisen, die mehr leisten und sich zu 100 % recyceln lassen. Das Fraunhofer Forschungs- und Entwicklungszentrum für Elektromobilität beim Fraunhofer ISC Würzburg koordiniert das Projekt. »Derzeit bringen wir unser Know-how über Materialien und Produktionsprozesse in mehr alhttps://idw-online.de/de/news744196s ein Dutzend nationale und europäische kooperative Batterieentwicklungsprojekte ein«, bestätigt Herr Dr. Henning Lorrmann, Leiter des Fraunhofer Forschungs- und Entwicklungszentrums ISC.

Die Hauptgruppe umfasst 17 Organisationen aus neun europäischen Ländern, die von Kristina Edström, Professorin für anorganische Chemie an der Universität Uppsala, koordiniert wird. Die Initiative wird unter anderem durch das europäische Forschungsprogramm Horizon 2020 finanziert. Italien wird durch das Politecnico di Torino in Person der Professorin für Chemie Frau Silvia Bodoardo vertreten.

Drei Führungselemente: Materialien, Elektronik und Nachhaltigkeit

In der Roadmap der Forschung sind drei Richtungen festgelegt:

• Verbesserung der aktiven Materialien und der Batteriekomponenten
• Einbindung von intelligenten Funktionen
• Herstellbarkeit und Wiederverwertbarkeit

Im ersten Fall wird an der Forschung und Entwicklung von besseren Schnittstellen zwischen Elektrode und Elektrolyt gearbeitet. Grundlegend ist die Sammlung von realen Daten über den Lebenszyklus der Batterien. Aus diesem Grund ist bei Battery2030+ die Big Map (Battery Interface Genome – Materials Acceleration Platform) zwecks Entwicklung einer gemeinsamen europäischen Datenbank entstanden.

Im zweiten Fall wird daran gearbeitet, intelligente Funktionen einzubinden, um die Lebensdauer und die Sicherheit der Batterien zu verbessern. Es handelt sich also darum, Sensoren zu entwickeln, um die chemischen und elektrochemischen Reaktionen zu ermitteln, damit eine permanente Überwachung des Zustands und der Sicherheit durchgeführt werden kann und sogar die Zelle in die Lage zu versetzen, sich selbst zu reparieren. Es geht also um die Schaffung von Smart Battery Batterien, wobei neue Erhebungstechnologien im Battery Management System, dem Gehirn des Akkus, eingebunden werden. »Die Planung und Entwicklung der Batterie treten in die digitale Ära ein«, resümiert Edström, der die Aufgabe des Leiters bei Battery 2030+ übernommen hat.

Themenübergreifend müssen schließlich Herstellbarkeit und Wiederverwertbarkeit der Batterien von Beginn an den Entdeckungs- und Entwicklungsprozess von Materialien, die auf nachhaltige Weise hergestellt und wiederverwertet werden können fördern, nicht wegen der Kosten, sondern wegen der Auswirkungen auf die Umwelt.

Italien betritt das Spielfeld mit dem Politecnico di Torino

Für Italien ist die einzige Organisation, die heute federführend beteiligt ist, die Electrochemistry Group der Abteilung Angewandte Wissenschaften und Technologie des Politecnico di Torino, unter der Leitung von Silvia Bodoardo. An den einzelnen Projekten sind jedoch verschiedene andere italienische Unternehmen beteiligt: Fpt Industrial, Comau, Piaggio, Cnh Industrial, das Centro Ricerche Fiat, Lithops (Seri-Gruppe, einziges italienisches Unternehmen, das Elektroden für Lithium-Ionen-Zellen herstellt), Archimede Energia, Manz, GM, Fev, Mavel, Kaitek Flash Battery.

Auch Enea müsste mit dem zweiten Aufruf im Januar (der erste wird im Mai abgeschlossen sein) hinzukommen. In der Zwischenzeit hat das Politecnico di Torino einen Europäischen Masterkurs ins Leben gerufen, einen der ersten des Kontinents im Bereich Akkutechnologie.