By Daniel Messling, Patrick von Rosen
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Unser Gesprächsgast Tobias Wagner ist einer der ersten E-Lkw-Fahrer Deutschlands. Nach nur wenigen Monaten Erfahrung fasst er zusammen: "Ich hab das anfangs auch nicht geglaubt! Aber: Die Batterie-Lkw sind dem Diesel-Lkw in fast allen Bereichen überlegen, insb. bei der Effizienz, den Betriebskosten und der Nachhaltigkeit".
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Copyright der Einspieler: Elektrotrucker Tobias Wagner
Elektrotrucker Tobias Wagner fährt als Berufskraftfahrer im Fernverkehr für die ostfriesische Spedition Nanno Janssen. Von dort aus beliefert er seine Kunden in Freiburg, Dresden, Bayern. Kurzum: Er fährt viele hundert Kilometer am Stück, jeden Tag. Wagner rechnet vor: "Die max. Reichweite meiner Maschine, dem IVECO-S-eWay, beträgt ungefähr 550 bis 600km, das ist vollkommen ausreichend. Die gesetzlich vorgeschriebene Lenk- und Ruhezeiten zwingen mich eh zu einer Pause von 45 Minuten. Diese Zeit nutze ich fürs Schnellladen mit 300 bis 350 kW."
Wenn noch keine Ladesäule für Trucks vorhanden ist, nutzt Elektrotrucker Wagner oftmals auch Ladepunkte für E-Autos. "Das funktioniert ebenfalls ganz hervorragend", sagt er, "ich lade dann nur auf 80% Ladezustand für meine zweite Schicht. Ich habe buchstäblich keinerlei Einschränkungen im Vergleich zum Diesel-Lkw, auch wenn sich das verrückt anhört."
In dieser Podcast-Episode nehmen wir die Perspektive einer Spedition ein und fragen uns, wie rentabel der Einsatz einer Batterie-Zugmaschine denn in der Realität sein kann. Die Gesamtbetriebskosten (TCO) eines Batterie-Lkw setzen sich aus verschiedenen Faktoren zusammen:
Das Fazit von Elektrotrucker Wagner ist nach nur wenigen Monaten glasklar: Die Batterie-Lkw sind dem Diesel-Lkw in fast allen Bereichen überlegen! Einzig und allein bei den Investitionskosten verliert der BEV-Lkw im Vergleich zum Dieseltruck (noch). "Aber auch da purzeln gerade die Preise."
Im Geladen-Podcast setzen sich Patrick Rosen und Daniel Messling mit ihren Gästen wissenschaftlich mit den Themen #Energiewende, #Elektromobilität, #Elektroauto und #Batterie auseinander. Der Podcast wird produziert vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT).
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Wie viel grünen Wasserstoff brauchen wir zukünftig in welchen Sektoren? Wie viel davon können wir selbst herstellen oder müssen wir importieren? Und warum geht der Markthochlauf so schleppend?
Herausforderungen beim Hochlauf des Wasserstoffmarkts
Erzeugungskapazitäten und Infrastruktur: Die aktuellen Elektrolysekapazitäten sind für die geplanten Mengen an grünem Wasserstoff unzureichend. Die Bundesregierung plant zwar den Ausbau erneuerbarer Energien, aber die dafür notwendige Infrastruktur, wie etwa Pipelines und Speicherkapazitäten, ist noch nicht in ausreichendem Maße vorhanden. Die Bundesnetzagentur hat kürzlich den Bau des Wasserstoff-Kernnetzes genehmigt. Für rund 60 % des Wasserstoffkernnetzes sollen Leitungen des bestehenden Gasnetzes genutzt und umgestellt werden. Großprojekte wie die AquaDuctus-Pipeline in der Nordsee und Importe aus Regionen mit günstigeren Erzeugungsbedingungen wie Nordafrika und Südeuropa werden zudem angestrebt, doch diese Projekte befinden sich noch in frühen Entwicklungsphasen.
Hohe Produktionskosten: Grüner Wasserstoff ist derzeit teurer als konventioneller „grauer“ Wasserstoff, der aus fossilen Energieträgern gewonnen wird. Um wirtschaftlich attraktiv zu werden, sind Investitionen und Skaleneffekte notwendig. Auch die starke Abhängigkeit vom Preis erneuerbarer Energien und die Effizienz der Elektrolysetechnologie wirken sich auf die Wettbewerbsfähigkeit des grünen Wasserstoffs aus. Bislang fehlen die entscheidenden Schritte der Angebots- und Nachfrageseite, um den Markthochlauf voranzutreiben.
Importabhängigkeit: Da Deutschland voraussichtlich bis zu 70 % seines Wasserstoffbedarfs importieren muss, um die Nachfrage langfristig zu decken, besteht eine Abhängigkeit von internationalen Lieferketten und Partnern.
Regulatorische und politische Herausforderungen: Der Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft in Deutschland erfordert die Harmonisierung nationaler und europäischer Standards und Regularien. Dies ist komplex und kann aufgrund unterschiedlicher politischer Interessen in Europa Verzögerungen verursachen.
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30 Jahre nach ihrer Markteinführung hat sich die Lithium-Ionen-Batterie zum am weitesten verbreiteten Batteriezellkonzept entwickelt. Die steigende Nachfrage nach Lithium-Batterien führt jedoch zu Problemen bei der Beschaffung von Rohstoffen und Komponenten. Daher ist es notwendig, alternative Zellkonzepte zu entwickeln, die auf Rohstoffen basieren, die besser verfügbar sind und eine sichere, nachhaltige und kosteneffiziente Versorgung mit Hochleistungsbatterien gewährleisten. Diese Batterien werden auch Post-Lithium-Batterien genannt und basieren z.B. auf Natrium, Calcium, Kalium, Magnesium oder Zink.
Folgen zu Natrium: https://geladen.podigee.io/118-hartkohlenstoff
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Die geplante Streichung der Förderung für die Batterieforschung durch das BMBF ab 2025 hat in Industrie und Wissenschaft für große Unruhe gesorgt. Der neue langjährige Finanzplan der Bundesregierung sieht keine Fördermittel mehr aus dem Klima- und Transformationsfond für neue Batterieforschungsprojekte vor, nur was schon läuft, wird noch weiterfinanziert. Und das in einer Phase, in der in Deutschland eine Batterie-Industrie entstehen soll, um u.a. die Antriebsbatterien für Elektroautos zu fertigen. Welche dramatischen Auswirkungen dieser Förderstopp haben wird, diskutieren Prof. Maximilian Fichtner vom Karlsruher Institut für Technologie und der Universität Ulm und Prof. Heiner Heimes von der RWTH Aachen.
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Mehr Elektroautos auf europäischen Straßen bedeutet mehr Batterien und auch mehr Lithium. Europa darf sich nicht komplett auf China verlassen bei dem Batterierohstoff Lithium. Mittlerweile gibt es viele Lithium-Bergbauprojekte in Europa. Das Projekt in Serbiens Jadar-Tal sticht heraus aufgrund seiner Größe, aber auch der Proteste dagegen. Michael Schmidt von der deutschen Rohstoffagentur gibt Einblick in dieses europäische Leuchtturmprojekt und nimmt Stellung zu den Umweltbedenken.
Für mehr Unabhängigkeit von chinesischen Lieferanten sorgt auch die deutsche Firma AMG Lithium, die Lithium zu batteriefähigem Lithiumhydroxid im Chemiepark Bitterfeld veredelt. Sie ist damit der erste Anbieter von Lithiumhydroxid in Batteriequalität mit einer Produktionsstätte auf dem europäischen Festland.
Der Lithiumpreis sackte nach einem Spitzenwert von 80.000 US$ pro Tonne Ende 2022 bis Ende 2023 auf unter 15.000 US$ ab. Der #Lithiummarkt ist starken Schwankungen ausgesetzt. Und der sehr niedrige Preis im Moment schadet vielen Lithium-Projekten in Europa.
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Prof. Marc Hiller vom Karlsruher Instituts für Technologie erklärt die Funktionsweise von Wechselrichtern und Umrichtern und ihre Verwendung bei Elektroautos und Heimspeichern. Außerdem behandeln wir die Grundlagen von der Elektrotechnik, wie Gleichstrom, Wechselstrom, Einphasenwechselstrom, Dreiphasenwechselstrom, Multilevel-Umrichter, Gleichspannungswandler (DC-DC-Konverter) und Frequenzumrichter und mehr.
Die Leistungselektronik ist die elektrotechnische Verbindung zwischen den eigentlichen Batteriezellen und den angeschlossenen Systemen, d.h. den Stromerzeugern, den Verbrauchern und dem Stromnetz.
Der Multilevel Umrichter besitzt viele wesentliche Vorteile im Vergleich zu einem herkömmlichen zweistufigen Wechselrichter, wie z. B. die Verbesserung des Spannungsprofils, die Erhöhung des Wirkungsgrads des Gesamtsystems oder die Steigerung der Lebensdauer. Die drei deutschen Firmen Pulsetrain (vormals Bavertis), Sax Power und p&e power&energy nutzen ML-Umrichter, um Heimspeicher und E-Autos zu optimieren.
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Fernwärme wird immer in einem Atemzug mit Wärmepumpen genannt, wenn es um die Wärmewende geht. Unser Gast, Prof. Volker Quaschning, zweifelt an dem Potenzial der Fernwärme für die Wärmewende und erklärt, warum die #Fernwärme im Moment noch so klimaschädlich ist und mit welchen Energieträgern sie in Zukunft grün gemacht werden kann.
Seit Robert Habecks #Heizungsgesetz bzw. Gebäudeenergiegesetz ist der Absatz von #Gasheizungen sogar noch gestiegen und #Ölheizungen wurden auch weiterhin eingebaut. Gleichzeitig ist der Markt für #Wärmepumpen nicht mehr so gewachsen, wie prognostiziert und für die Wärmewende auch unabdingbar. Prof. Quaschning versucht dieses Phänomen zu erklären. Vor allem vor dem Hintergrund eines stark steigenden CO2-Preises und damit deutlich steigender #Gaspreise in den nächsten Jahren und der Vorgabe ab 2029 Anteile erneuerbarer Energie in Gasheizungen und Ölheizungen einzusetzen.
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Volker Quaschning:
YouTube: https://www.youtube.com/c/VolkerQuaschning
Die "All-Solid-State"-Batterie (ASSB) - sie elektrisiert bis heute die Batterie-Branche! Noch vor wenigen Jahren waren sich Industrie und Forschung einig: Die Entwicklung der Festkörperbatterie (ASSB) steht GANZ kurz vor Vollendung! Doch bis heute (Stand: Oktober 2024) hat weltweit noch kein einziges Unternehmen eine echte Massenproduktion "voller Festkörperbatterien" realisiert.
Hand auf's Herz: Haben Batterieforscher einfach zu früh viel zu viel versprochen? Wo liegt eigentlich das Problem bei ASSB? Wenn es schon "halbe Festkörperbatterien" ("Semi/Almost Solid-State"-Batterien) gibt - was verspricht man sich dann noch von der "All-Solid-State"-Batterie?
Laufende Ankündigungen gab es genug…
(a) Sulfide: #CATL, #LGES, #Panasonic, #Samsung, #SolidPower (#BMW), #SVOLT, #Toyota
(b) Oxide: #ProLogium (#Mercedes), #QuantumScape (#Volkswagen), #TalentNewEnergy
(c) Polymer: #WeLion New Energy, #Sakuu Batteries, LG ES, #BlueSolutions (#Bolloré), Hydro Quebeck, SES
(d) Sonstige: #BYD, #EVE, #Farasis, #GAC Group, #Gotion, #Honda, #Nissan, #StoreDot, #Schaeffler
Kann es sein, dass wir jahrelang einfach in die falsche Richtung geschaut haben? Während Toyota und CATL nun frühestens nach 2030 Feststoff-Batterien massenhaft produzieren wollen, treten neue Batterie-Player aufs Parkett: "Yoshino Power" und "TDK Corporation".
Wir fragen Podcastgast Prof. Jennifer Rupp (TUM/Qkera), was sie von den Schlagzeilen rund um "Yoshino Power" und "TDK Corporation" hält. Beide Unternehmen geben an, Durchbrüche rund um ASSB errungen zu haben. Am Ende des Podcasts stellt Rupp ihre Startup-Idee (Qkera) für Festkörperbatterien vor.
Berichtigung zu "Yoshino Power": Die erste portable Power-Station als Festkörperbatterie scheint sich als Falschmeldung oder gar Betrug zu entpuppen. Danke an die aufmerksamen Hörer Michael Rieken und Dominic Seibert.
"IS Yoshino Solid State Battery Or ? Tear Down!" von "JOHNNY'S WEEKENDS-Power Your World!" https://www.youtube.com/watch?v=GTbJVahtCR8
"Festkörperbatterien sind WIRKLICH da - oder doch nicht?" von "Undecided with Matt Ferrell": https://www.youtube.com/watch?v=LsZfjF9SObo
TDK successfully developed a material for solid-state batteries: https://www.tdk.com/en/news_center/press/20240617_01.html
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Die Idee hinter "HVO100" ist denkbar genial wie einfach: Solange sich die Elektromobilität noch nicht überall durchgesetzt hat, könnte man doch anstatt des Verbrenner-Antriebs einfach den fossilen Kraftstoff neu erfinden und nachhaltig erzeugen. So müssten evtl. langfristig generell weniger neue Fahrzeuge neu gebaut werden.
In jeden Fall soll der als "Klimadiesel" bezeichnete grüne Kraftstoff HVO100 eine (schon heute zugängliche) Übergangslösung hin zur Elektromobilität bieten. Laut neuesten Zahlen von "Mobil in Deutschland e.V." ("HVO100 Diesel goes Germany") bieten derzeit ca. 130 deutsche Tankstellen den Kraftstoff HVO100 an. Die ersten Tankstellen verkaufen den Kraftstoff als "nachhaltige Alternative zu fossilem Diesel", der lediglich aus erneuerbaren Rohstoffen wie Abfällen und Reststoffen besteht.
Die heutigen Podcastgäste, Prof. Michael Sterner (OTH Regensburg) und Dr. Andreas Menne (Fraunhofer UMSICHT) erklären Ihre Sicht auf die Dinge und beantworten folgende Fragen:
(1) Bei welchen Fahrzeugen sollte HVO100 zur Anwendung kommen?
Viele Bilder stammen von der "Sendung mit der Maus": Kraftstoff aus Frittenfett (WDR). https://kinder.wdr.de/tv/die-sendung-mit-der-maus/av/sachgeschichte-kraftstoff-aus-frittenfett-teil-1-100.html
Die Deutsche Bahn setzt vereinzelt auf HVO100: https://www.dbenergie.de/dbenergie-de/Wie-aus-Frittenfett-der-Biokraftstoff-HVO-hergestellt-wird-12888606
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Der europäische Emissionshandel (ETS) ist ein Eckpfeiler der EU zur Bekämpfung des Klimawandels und zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen. Nun ist es so, dass es bereits um das Jahr 2039 keine neuen CO2-Zertifikate mehr geben wird. Dr. Vicki Duscha vom Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI erklärt uns, ob die Industrie und der Energiesektor bis dahin nahezu null CO2-Emissionen erreichen müssen. Ob z.B. ein Stahlwerk den Stahl nicht mehr mit Kohle oder Erdgas herstellen darf oder Gaskraftwerke nicht mehr betrieben werden dürfen.
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