Mehrere Interviewte sind sich einig, dass der LIB-Markt weiter stark wachsen werde. Im Bereich der Stromnetze seien zukünftig Speicher notwendig, um das Netz stabil zu halten. Auch der Einsatz als Batteriespeicher in
„Energy communities“ gewinne immer mehr an Bedeutung. Die Lithium-Ionen-Technologie sei dort technisch wirtschaftlich die spannendste Allround-Technologie. Die Mengen werden zudem davon abhängen, wie die E-Mobilität umgesetzt wird. Dies hänge von der Politik ab, wie die E-E-Mobilität gefördert wird und welche Maß-nahmen gesetzt werden. Derzeit sei der Wunsch der Politik größer als es die Realität darstellt.
In der Zellproduktion aber auch bei den Batteriesystemen werde viel geforscht. Wohin sich die Technologie entwickeln werde, ist ungewiss. So wird derzeit mehr Nickel und weniger Kobalt eingesetzt. Hersteller seien offen für die nächste Generation an Batterien, wie z.B. die Solid State Batterie, die in vier bis fünf Jahren zur
Industriereife gelangen soll und weiter zu einer Lithium-Luft-Batterie, die aber frühestens in zehn bis 15 Jahren zu Produktion gelangt oder auch Lithium-Schwefel braucht noch. In den nächsten 10 Jahren wird aber LIB der dominierende Typ bleiben.
Es komme aber auf die Anwendung an wie zum Beispiel der Ladeleistung und Ladegeschwindigkeit sowie des Ladezustands. Dies sei bei NMC gut möglich, jedoch bei anderen Technologien wie LFP nicht. Im Moment ginge der Trend auch zum Schnellladen, welcher nicht unbedingt positiv im Bezug auf den Umweltaspekt sei.
Wie weit man das Schnellladen brauchen werden, sei auch noch ungewiss.
Die Nennspannung der Zellen werde sich nicht ändern, aber die Leistungsanforderungen bei 48 V steigen. Bei EV-Packs werden die Zellformate größer, Kapazitäten größer 120 Ah und des weiteren seien Rundzellen ein Trend für BEV-Systeme um die Sicherheitsperformance eher erreichen zu können.
Die Forschung sei auch daran, die Chemie der Zellen zu verbessern. So soll in den nächsten Jahren die Fest-stoffzelle (Solid State LIB) kommen. Noch weiter in der Zukunft – erst in 10 bis 15 Jahren, wenn überhaupt – soll die Lithium-Luft-Batterie auf den Markt gebracht werden. Interessant werde es aber erst, wenn es nen-nenswerte Mengen gibt.
Versucht werde auch, Graphit mit Silizium zu ersetzen. Silizium habe aber den Nachteil, dass es sich ausdehnt.
Diesbezüglich sei die Hoffnung, dass sich die Rundzelle durchsetz, da sie eine stabilere Bauform hat. Durch die verbesserte Performanz der Zellen solle es möglich sein, dass Batterien ein ganzes Autoleben halten, nicht wie man früher gesagt hat, dass man eine zweite Batterie brauche.
Fokus bei der Entwicklung der LIB-Zellen sei vor allem die Reduktion des Kobaltgehaltes. Uneinigkeit herrscht bei der zukünftigen Prognose über die Verwendung von LFP-LIB in Europa. Einerseits wird den LFP-Batterien nur wenig Bedeutung zugesprochen und andererseits, dass sie mehr in Einsatz kommen werden.
Noch sei unklar, wie sich der Markt für wasserstoff-betriebenen Fahrzeugen entwickelt. Derzeit gibt es nur sehr wenige Anwendungen mit Wasserstoff im Verkehrssektor. Nach Einschätzung mehrerer Interviewpartner wird auch in naher Zukunft zumindest im PKW-Bereich kein Wasserstoff eingesetzt. Aus dem simplen Grund, da die Infrastruktur nicht vorhanden ist und heutzutage der Zugang zu Strom und damit auch die Möglichkeit, ein Auto zu laden, nahezu überall gegeben ist. Wasserstoff benötige eine komplexere Infrastruktur. Das Elekt-roauto habe das Wasserstoff-Auto bereits überholt. Als Alternativsysteme sei Wasserstoff definitiv Thema, die Anwendung jedoch noch offen. Wenn der Wasserstoff aus Erdgas kommt, dann könne Wasserstoff definitiv zum Thema werden, weil es dann billiger sei. Dies sei jedoch keine saubere Lösung/grüne Alternative.
Anders sehe es bei Langstrecken und hier vor allem im Transitverkehr aus, da Wasserstoff betriebene Fahrzeuge eine größere Reichweite haben. Aber sollte Tesla, wie angekündigt, mit der Produktion 2021 mit 800 km Reich-weite aufwarten, gäbe es keinen großen Mehrwert mehr für Wasserstoff betriebene Fahrzeuge.
Jedoch um nicht aufs falsche Pferd zu setzen, müsse dieser Bereich genau beobachtet werden.
Eine Herausforderung im Schwerverkehr sei Batterien innerhalb einer Lenkpause wieder vollständig aufladen zu können. Zum Bespiel müssten 740 kWh in 30 bis 45 Minuten geliefert werden können. Daran wird zurzeit gearbeitet.
Um den Schwerverkehr CO2-frei zu gestalten, seien „Electric Road Systems“ (mittels Oberleitung oder auch Schienen gebunden) die effizienteste und ökonomischste Lösung. Fahrzeugtechnisch sei dies nicht sehr kom-plex, allerdings sei es eine Organisationsfrage, wie dies europaweit umgesetzt werden könnte. Falls es sich etablieren sollte, dann wäre die Folge davon, dass nur kleine Batterien (von Hub zu Hub) im Schwerverkehr eingesetzt werden.
Herausforderung bei der Verwendung von LIB in Speichersystemen sei, dass es im Gegensatz zur Verwen-dung in der Elektromobilität unterschiedliche Anforderungen gäbe. Für größere Batteriespeichersysteme brau-che es eine Software (Energie-Management-System) welbrau-che eine detaillierte Datenanalyse und Energiewerte angibt und je nach Anwendungsfall unterschiedlich programmiert wird.
Planungsrisiko ergebe sich durch die ungewisse Degradation der Leistung und Kapazität von Batterien nach etwa 10 Jahren. Es brauche eine vertraglich definierte Leistung und Kapazität (SoH), um die Betriebsführung und Optimierung bei Batteriespeicherkraftwerken zu ermöglichen. Meistens seien 4.000 Vollzyklen auf zehn Jahre der Benchmark. Das hieße aber nicht, dass die Batterie im 11. Jahr kaputt ist. Die Kapazität könne danach sinken, jedoch wie schnell sie sinkt, sei ungewiss. Es gäbe dazu noch keine Erfahrungswerte. Diese wären jedoch notwendig, um eine Planungssicherheit über den Benchmark hinaus zu gewährleisten.
Batteriespeicher im industriellen Umfeld seien in Österreich nicht im Vordergrund, da derzeit kein Anreiz für Industrien bestehe. In Deutschland beispielsweise gäbe es starke ‚Incentives‘ für die Nutzung von Zwischen-speichern in Form von Netzentgelten (vgl. individuelles und vermiedenes Nutzentgelt in der Stromnetzentgelt-VO). So ein derartiges Regulatorium gäbe es in Österreich nicht. Auch der Strompreis sei in Österreich günstiger als in Deutschland, welches wiederum den Nutzen für die Zwischenspeicherung abschwächt.
Viele KFZ-Händler und Werkstätten seien noch auf Verbrennungsmotoren ausgelegt. Es sei viel Bewusst-seinsarbeit bei den Händlern notwendig, um weiterhin dem Kunden ein gutes Händlernetz anbieten zu können.
Problematisch sei es, wenn es keine Händler-Strukturen gäbe (Stichwort: Online-Handel) und der österreichi-sche Kunde keinen Support vor Ort habe. Dies könne auch die Problematik der Verbringung von E-Fahrzeugen ins Ausland verstärken. Es sei schwer abzuschätzen, ob alte Elektrofahrzeuge in Österreich anfallen. Es sei auch möglich, dass das Fahrzeug beim OEM im Ausland (Herstellerland) lande. Zusätzlich sei die Frage, ob die Bat-terie ausgetauscht oder ob die BatBat-terie mit dem Auto entsorgt werde. Und auch wenn die BatBat-terie getauscht werde, sei es immer noch die Frage, ob sie in Österreich verbleibe.
Der Zusammenhang zwischen der Menge, die auf den Markt gebracht wird und der Sammelmenge sei bei den anderen Gerätebatterien einigermaßen stabil. Nicht jedoch bei Lithium-Ionen-Batterien. Hier wächst die Markt-menge noch stark an und LIB haben eine lange Lebensdauer, was sich auf die derzeitige SammelMarkt-menge aus-wirkt. Daher sei es unsinnig die Marktmengen und Sammelmengen von LIB zu vergleichen. Nichtsdestotrotz seien einige logistische Überlegungen wichtig. Wenn die LIB-Mengen von Gerätebatterien steigen, werden größere Sammelgebinde (derzeit werden 60 L Metallfässer eingesetzt) oder gesteigerte Abfuhrintervalle not-wendig sein. Entsprechende Behandlungskapazitäten seien ebenfalls wichtig. Es gäbe Vereinbarungen mit den Kommunen, dass die Infrastruktur zwar von ihnen beschaffen, jedoch von den Systemen bezahlt werde. Ge-werbe-Betriebe, die mitunter TB500 Stahlkisten benötigen, würden sich selbst finanzieren. Nach ADR sind auch andere Sammelgebinde zugelassen. In Deutschland werden unter anderem Kunststofffässer eingesetzt. In Ös-terreich war jedoch von vornherein die Anforderung gestellt, dass das Gebinde nicht nur für den Transport sondern auch für eine Lagerung ausreichen muss mit dem Aspekt, dass die Lagerung mitunter sehr lange ist, da noch sehr wenig LIB aus Gerätebatterien zurück kämen. Das Interesse nach 500 L ASB-Behälter als entspre-chende Sammelgebinde sei groß und werde derzeit getestet.
6 Etablierung eines (idealen) Kreislaufsystems für Lithium-Ionen-Batterien (LIB): Er-gebnisse des Expert*innenforums
Am 24. Februar 2021 wurde im Rahmen des laufenden Projekts ein Expert*innenforum mit dem Titel „Techni-sche, ökonomische und umweltrelevante Aspekte für die Etablierung eines (idealen) Kreislaufsystems für Li-thium-Ionen-Batterien (LIB): Österreich im Kontext einer europäischen Wertschöpfungskette 2040“ in Form eines Webinars abgehalten. Der komplette Bericht ist im Anhang 11.2 ersichtlich. In diesem Kapitel werden lediglich die Ergebnisse der Sessions und des Workshops wiedergegeben.