Preisentwicklung 29.06.2012, 11:00 Uhr

Lithium-Ionen-Akkus bringen Bewegung in den Automobilmarkt

Schon bis 2020 dürfte der Preis für Lithium-Ionen-Akkus laut einer aktuellen McKinsey-Studie auf 200 $ je kWh sinken. Tritt diese Vorhersage ein, hätte das für Automobilindustrie, Mineralölwirtschaft und weitere Branchen weitreichende Konsequenzen.

Hochvolt-Batterien für Elektrofahrzeuge kosten aktuell noch mehr als so mancher Kleinwagen. Laut einer aktuellen Studie der Strategieberatung McKinsey & Company dürfte sich das schneller ändern als vermutet. Schon für 2020 prognostiziert sie Batteriepreise um 200 $/kWh und bis 2025 sogar unter 163 $/kWh.

Zum Vergleich: Aktuell bewegen sich die Preise in dem unter starken Druck geratenen Markt zwischen 500 $/kWh und 700 $/kWh. „Einige Hersteller betreiben eine aggressive Preispolitik“, erklärt Hans-Werner Kaas, der bei McKinsey die Automobilberatung in Nord- und Südamerika leitet. Es gehe momentan darum, Claims im Zukunftsmarkt Elektromobilität abzustecken und trotz der schleppenden Marktentwicklung Erfahrungen zu sammeln.

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Überkapazitäten drücken Preis für Lithium-Ionen-Akkus

Überkapazitäten drückten aktuell den Preis und die Hersteller versuchten daher, ihre nagelneuen Batteriefabriken ohne allzu große Verluste über die heikle Phase zu bringen, bis der Markt Fahrt aufnimmt. Doch das Autorenteam der Studie nennt andere Ursachen für den Preissturz bis 2025. Ihre Prognose basiert auf einem Modell mit 40 Einflussfaktoren auf den Batteriepreis in den Bereichen Fertigung, Lieferketten und Batterietechnik. Befragt wurden dazu Experten aus unterschiedlichen Bereichen und aus allen wichtigen Industrienationen rund um den Globus. Ihre Aussagen haben die Autoren in ihr Modell eingepflegt und Preisprognosen für 2015, 2020 und 2025 abgeleitet.

Noch gibt es in der Branche ein Nebeneinander kleiner Fabriken, die kaum 20 000 Batteriepacks pro Jahr produzieren, und hoch automatisierter Werke mit 10-mal höherer Jahresproduktion. Schlankere Prozesse, Fließfertigung mit weniger Ausschuss und sinkende Personal- und Fixkosten je kWh sorgen bereits für sinkende Preise. Forschungs-, Entwicklungs-, Kapital- und auch die Vertriebskosten lassen sich in den großen Werken auf deutlich mehr Zellen umlegen.

Margen für Lithium-Ionen-Akkus werden bis 2015 sinken

Neben dieser Entwicklung werden bis 2015 die Margen in den Lieferketten um 20 % bis 40 % sinken. Zugleich erwarten die Experten rund 10 % Kapazitätszuwachs auf Zellebene und einen deutlichen Rückgang beim Ausschuss, der bisher mit 20 % bis 30 % noch hoch ist. Standardisierung, verbesserte Prozesskontrolle und voranschreitende Automation lassen diesen Wert bis 2015 auf etwa 6 % sinken. Alles in allem bringen die Fortschritte laut McKinsey Einsparungen von 177 $/kWh, was den Preis der Hochvolt-Akkus bis 2015 auf etwa 383 $/kWh senke.

Bis 2020 sagt die Studie, neben jenen 3 %, um die Fertigungsprozesse in der Autoindustrie Jahr für Jahr effizienter werden, weitere Skaleneffekte und Reifeprozesse voraus. In den Lieferketten werden vor allem die Preise für Anodenfolien und Separatoren unter Druck geraten. Genannte Faktoren sorgten für gut 52 $ Preisreduktion.

Stärker dürften technische Weiterentwicklungen auf Zellebene ins Gewicht fallen. So hegen die Befragten große Erwartungen an Kathoden, die auf abwechselnd aufgetragenen µm-dünnen Schichten elektrochemisch aktiven LiMO2 und inaktiven Li2MnO3 basieren.

Laut Prognosen wird die „Layered-layered“-Technik zu 50 % mehr Speicherfähigkeit führen. Optimisten erwarten gar eine Verdopplung. Die Studie setzt bis 2020 einen Wert von 40 % an und stellt weitere 30 % Speicherzuwachs bei den Anoden in Aussicht. Hier löse der Wechsel von Graphit zu Silizium-basierter Technik den Schub aus. Kapazitätszuwächse auf Zellebene senkten den Preis pro kWh um knapp 122 $. Weitere 13 $ seien durch sinkenden Ausschuss auf dann 3 % zu erreichen.

Günstige Lithium-Ionen-Akkus machen Mineralölwirtschaft Konkurrenz

Tritt die Prognose ein, läge der Preis für Lithium-Ionen-Akkus 2020 bei 197 $/kWh. In den folgenden fünf Jahren sind laut Studie weitere 34 $ Preissenkung drin. Schon diese Preis hätte laut Kaas weitreichende Konsequenzen für Automobilindustrie, Mineralölwirtschaft, Maschinenbau und Andere. Denn imTotal-Cost-of-Ownership (TCO) -Vergleich nimmt die Wettbewerbsfähigkeit von Elektrofahrzeugen ab Batteriekosten um 220 $/kWh rasant zu – bereits bei aktuellen US-Kraftstoffpreisen um 0,80 €/l (1,00 $/l ).

Wenn die Batteriepreise bis 2025 tatsächlich auf 163 $/kWh sinken, dürfte Kraftstoff noch 0,40 €/l (0,5 $/l) kosten, damit Verbrennungsmotoren im TCO-Vergleich mithalten können. „Unternehmen aus der Mineralölwirtschaft müssen sich ernsthaft Gedanken über mittelfristige Alternativen zu ihrem bisher noch hoch profitablen Kraftstoffgeschäft machen“, so Kaas.

Hinter den prognostizierten Fortschritten bei Kathoden, Anoden und Elektrolyten stehen jedoch noch Fragezeichen, dessen ist sich Kaas bewusst. Er empfiehlt: „Hersteller tun gut daran, bei der Entwicklung ihrer Antriebstechnik weiterhin mehrgleisig zu fahren.“

 

Ein Beitrag von:

  • Peter Trechow

    Peter Trechow ist Journalist für Umwelt- und Technikthemen. Er schreibt für überregionale Medien unter anderem über neue Entwicklungen in Forschung und Lehre und Unternehmen in der Technikbranche.

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