Geladen - der Batteriepodcast zur Energiewende

Die Batteriestrategie von BMW gilt als großes Vorbild für viele europäische Autobauer. In Sachen Zellchemie hat das Unternehmen schon sehr früh eigene Kompetenzen aufgebaut und beobachtet seither jegliche Zellinnovationen sehr genau. Operativ allerdings verbaut BMW aber noch hauptsächlich traditionelle NMC-Zellen (Nickel-Mangan-Kobalt), da das Luxussegment der Elektroauto-Käufer viel Reichweite und Leistung einfordert. Ob das wirklich so nachhaltig sein kann, wie alle behaupten?

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Auch bei der Zellfertigung hat sich BMW - anders als andere Autobauer wie Volkswagen - bisher vornehm zurückgehalten: Die Münchener lassen Zellen lieber extern fertigen und planen keine eigenen Gigafactorys. Im Geladen-Podcast stellt sich BMW-Batterieexperte Dr. Peter Lamp deshalb der Frage, ob diese BMW-Strategie langfristig noch hält, sobald eigene Zellinnovationen in die Hände von asiatischen Lieferanten gegeben werden müssten - oder Zell-Lieferanten aus Fernost plötzlich zu Automobil-Konkurrenten mutieren.

Dr. Peter Lamp fasst die BMW-Batteriestrategie zusammen:

"Nachhaltiges Kobalt" von Lieferant Managem aus Marokko?

Im Nachgang zum Podcast mit Dr. Peter Lamp teilte BMW dazu folgendes mit:(1) Die BMW Group hat sich konsequent für fundierte Aufklärung eingesetzt und deshalb zwei externe Audits beauftragt. Die Durchführung erfolgte jeweils von unabhängigen, renommierten und international vertretenen Auditunternehmen. (2) Im Bereich des Sozialaudits haben sich die Vorwürfe im Wesentlichen nicht bestätigt. (3) Im Rahmen des Umweltaudits wurde festgehalten, dass die Arsenkonzentration des Leitungswassers der Oase Sidi Blal unterhalb der von der WHO vorgegebenen Grenzwerte für Trinkwasser liegt. (4) Das Audit weist teilweise hohe Arsenkonzentrationen in Abfällen und Wasserauffangsystemen auf dem Minengelände selbst sowie in der unmittelbaren Umgebung nach. (5) Neben bereits erfolgten Sofortmaßnahmen durch Managem wird gerade ein langfristiger Maßnahmenplan entwickelt, um das Abfall- und Wassermanagement weiter zu verbessern. Die Umsetzung der Maßnahmen wird von der BMW Group nachgehalten. (6) Wir setzen uns für den Ansatz „Befähigung vor Rückzug“ ein. Besteht Handlungsbedarf, erarbeitet die BMW Group zusammen mit dem Lieferanten wirksame Abhilfemaßnahmen und Lösungen, um dauerhaft die hohen Umwelt- und Sozialstandards in der Lieferkette zu gewährleisten.

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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Dieser Podcast als Video (verfügbar ab 10:00 Uhr, 14.07.24): https://www.youtube.com/watch?v=eMxqawhZuDw

Seit dem 3. Juli 2024 läuft ein populäres YouTube-Video auf dem Kanal „Munro Live“ von US-Ingenieur Sandy Munro. Sandy Munro war der beim Batteriehersteller "Sakuu" zu Besuch und hat eine "Weltneuheit" angepriesen, die seitdem heiß in den Sozialen Medien heiß diskutiert wird.

Der US-Hersteller von Festkörperbatterien präsentierte eine verheißungsvolle Zelle, deren Elektroden angeblich zu 100% aus eigener 3D-Druck-Trockenbeschichtung stammen. Zusätzlich handelt es sich um "metallfreie" Laborzellen ohne Kupfer und Aluminium. Die Zelldaten lassen angeblich darauf hoffen, dass der Hersteller erfolgreich einen Prozess entwickelt hat, den das Startup nun seinen Kunden zur Verfügung stellen wird.

Und tatsächlich gibt es erste Interessenten für die 3D-gedruckten Feststoff-Akkus von Sakuu: "SK On" aus Südkorea hat ist vor wenigen Tagen eine Kooperation mit Sakuu eingegangen. Im Mittelpunkt der Vereinbarung steht die Industrialisierung der Kavian-Plattform von Sakuu zur Produktion von Elektroden im Trockenprozess. Auch Porsche arbeitet schon mit dem US-Unternehmen zusammen.

Im dieser Podcast-Episode prüfen Prof. Maximilian Fichtner (KIT) und Dr. Joachim Sann (Uni Gießen) die Aussagen und Versprechungen des Unternehmens Sakuu auf Plausibilität.

Link zum Kanal von US-Ingenieur Sandy Munro (Munro Live):

Sakuu-Website: https://www.sakuu.com/

Geladen-Podcast zu Trockenbeschichtung:

Geladen-Podcast zu Lithium-Metall-Batteriezellen:

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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Korrektur im Introtext: ACC hat die Pläne für die Zellfertigung in Kaiserslautern nur pausiert, nicht "komplett gecancelt".

In der deutschen Batterie-Industrie herrscht große Verunsicherung: Während die erste deutsche Gigafactory von Tesla relativ geräuschlos (an)läuft, stehen andere Standorte für Zellfertigung erneut in der Diskussion: SVOLT's Batteriefabrik in Brandenburg wird nicht kommen, auch ACC legte seine Pläne für Kaiserslautern auf Eis. Und nun stellt sich offenbar auch Northvolt die Frage, inwieweit der Produktionshochlauf seiner Fabrik in Heide eingehalten werden kann.

Anlass genug, mit Schleswig-Holsteins Ministerpräsident Daniel Günther (CDU) ins Gespräch zu kommen. Im Geladen-Podcast berichtet er, ob er nun das landeseigene 136-Millionen-Euro schwere Investment in Gefahr sieht. Jetzt, wo BMW eine Großbestellung bei Northvolt gecancelt hat, das "Verbrennerverbot" wackelt, der deutsche E-Auto-Markt lahmt und auch Volkswagen über 60 Mrd. Euro in alternative Antriebe fernab von Antriebsbatterien investiert.

Dabei ist es erst knapp vier Monate her, dass Daniel Günther den Spatenstich für Northvolts Batterie-Gigafactory in Heide feierte. Zwischen Kanzler Olaf Scholz, Bundesminister Robert Habeck und Northvolt CEO Peter Carlsson zeigte er sich damals überglücklich, dass das monatelange Verhandeln nun vorbei war. Im Geladen-Podcast gibt Günther Einblicke in diejenigen Argumente, die die Schweden letztlich überzeugten, die Gigafactory in Dithmarschen bauen zu wollen. Der Ministerpräsident stellt sich der Frage, inwieweit sich Northvolt als europäischer Zellhersteller langfristig auf dem Weltmarkt behaupten wird - oder dauerhaft mit weiteren Subventionen rechnen kann.

Bis zu einer Million Batteriezellen für Elektroautos sollen künftig von Northvolt in Heide gefertigt werden. Obwohl das schwedische Unternehmen über 4,4 Milliarden Euro in den Standort investieren will, tragen auch Bund (564 Mio. EUR) und Land (136 Mio. EUR) einen erheblichen Teil der Kosten. Damit wird jeder Arbeitsplatz mit knapp 300.000 EUR subventioniert (Quelle: TAZ).

Interaktive Karte von Windkraftanlagen in Schleswig-Holstein:

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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Die Forschung zu Kalium-Ionen-Batterien hat in den letzten Jahren erheblich zugenommen. Kalium ist auf der Erde um ein Vielfaches häufiger vorhanden als Lithium und daher günstiger. Außerdem erzeugen Kalium-Ionen-Akkus eine höhere Spannung als ihre lithium- oder natriumbasierten Gegenspieler. Trotz ihrer geringeren Kapazität können Kalium-Energiespeichersysteme daher eine vergleichbare Energiedichte wie Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP) erreichen. Dr. Fabian Jeschull vom Karlsruher Institut für Technologie zeigt welches Potenzial er in Kalium-Ionen-Batterien sieht.

Neuer Kinderpodcast zu Klimawandel & Energiewende: https://klimafuechse.podigee.io/

Quellen:

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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Wir sprechen heute mit dem Startup NorcSi aus Halle (Saale). Das sachsen-anhaltinische Unternehmen entwickelt seit einigen Jahren ein eigenes Herstellungsverfahren, das die Produktion von "100%-igen" Siliziumanoden ermöglicht. Dabei wird das verwendete Graphit am Minuspol der Batteriezelle komplett durch Silizium ersetzt.

Schon lange wird in der Batteriezellforschung an siliziumhaltigem Graphit geforscht. Deshalb haben Produzenten wie StoreDot, Amprius oder ProLogium längst angekündigt, Silizium nun vermehrt in ihren Zellen zu verwenden. Und dafür gibt es gute Gründe:

Dem gegenüber stehen große Probleme, die bisher noch kein Entwicklungsteam allumfassend lösen konnte:

Unser Podcastgast Dr. Marcel Neubert stellt einen denkbar einfachen Lösungsweg vor. Bei NorcSi wird ein spektakulär simples Verfahren angewendet: Nach der Beschichtung von Silizium auf den Kupferableiter wird das Aktivmaterial für wenige Millisekunden ultrahoch erhitzt. Dadurch entstehen erstarrte Kupfer-Dendriten innerhalb des Siliziums. Diese führen zu einer porösen Nanostruktur, die fast optimale Eigenschaften zurücklässt - und zudem eine glatte Oberfläche an der SEI-Grenzschicht gewährleistet.

Die Anode von NorcSi kann somit viel besser "atmen" als die von vergleichbaren Herstellern - sich also in Volumen ausdehnen und wieder zusammenziehen, ohne Strukturschäden zu erzeugen. NorcSi hält zu diesem Verfahren aktuell 11 Patente (ca. 70 Patentanmeldungen).

Werbung im Geladen-Podcast? Danke für all Ihre Antworten!

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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Lithium-Ionen-Batterien taugen nicht als Langzeitspeicher für Solar- und Windenergie, sie sind nur für einige Stunden wirtschaftlich. Welche Speichermöglichkeiten gibt es, wenn wir 100% Erneuerbare Energien im Netz haben? Dr. Andrea Gutierrez und Dr. Hendrik Langnickel vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) geben einen Überblick über die zukünftigen Langzeitspeicher.

*** Ihre Meinung ist gefragt: "Kürzung des Forschungsbudgets - Ende des Geladen-Podcasts?" https://on.soundcloud.com/sy9tty9MAyWVosn87

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Quellen:

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).

Schon heute schwimmt Deutschland in einem Überfluss an elektrischem Strom! Zugegeben: Das ist bisher zwar nur in einigen wenigen Momenten der Fall. Aber an der Leipziger Strombörse häufen sich die Zeiträume, in denen Stromabnehmern sogar Geld dafür gezahlt wird, Strom zu kaufen. Diese "negativen Strompreise" könnten in Zukunft von Großspeichern genutzt werden, die nach Stromkauf auf Tageszeiten spekulieren, in denen sie den Strom wieder teurer verkaufen können.

Einer Studie zufolge könnten bis ins Jahr 2050 in Deutschland 271 GWh an Großbatterie-Kapazität entstehen, die einen volkswirtschaftliche Nutzen von etwa 12 Mrd. Euro erbringen.

Großbatterien werden laut deutschem Strommarktdesign 4 zentrale Funktionen übernehmen:

1) Als Systemdienstleiter ersetzen sie in der Primärregelleistung (PRL) anteilig Gaskraftwerke, die traditionell bei Absinken der Netzfrequenz zum Einsatz kommen. Dies erfordert Leistung zwischen 30 Sekunden und max. 5 Minuten nach Anforderung. Hierbei wird schon die Bereitschaft vergütet, um die Netzstabilität zu gewährleisten.

2) In der Sekundärregelleistung (SRL) geht es um Lieferzeiträume zwischen 5 Minuten und 15 Minuten. Die SRL ist eine weitere Reservestufe, die angefordert wird, wenn die Stromnetzfrequenz einen bestimmten Toleranzwert entweder über- oder unterschreitet. Je nach Speicherstand muss ein Batteriespeicherkraftwerk hier also Kapazität vorhalten.

3) Der Stromhandel an Spotmärkten: Durch das Nutzen von Preisunterschieden können Großspeicher mit Strompreisen spekulieren und so automatisiert handeln. Hierzu gibt es im Wesentlichen 3 Modelle: Day-Ahead-Auction (DA), die Intraday-Auction (IDA) und Intraday-Continuous (IDC).

4) Weniger CO2-Emissionen: Durch ihr Wirken glättet eine Vielzahl an Großspeicher die Strompreise und verhindert die Inbetriebnahme von Gaskraftwerken.

Unser Podcast-Gast, Hans Urban, ist freiberuflicher Berater von Ecostor, einem deutsch-norwegischen Hersteller von Großspeichern. Er rechnet vor, wie sich eine Großbatterie nicht nur für die Investoren, sondern auch für den Netzbetreiber, den Verwalter - und nicht zuletzt für uns alle - lohnt.

Studie:

https://www.eco-stor.de/de

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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).

Wir sind in der Hochphase des Europawahlkampfs 2024! Einige Parteien werben damit, das "Verbrennerverbot“ für CO2-neutrale Antriebe zügig nach der Wahl kippen zu wollen. Obwohl sog. E-Fuels derzeit auch nach dem Jahr 2035 erlaubt wären, suggeriert ein „Kippen“ des angeblichen Verbots, dass fossile Kraftstoffe noch deutlich länger zum Einsatz kommen sollten.

Wir fragen heute nach den Hintergründen und diskutieren, welche Auswirkungen die Europawahl 2024 auf die deutsche Automobilindustrie haben könnte. Zu Gast im Podcast: Prof. Achim Kampker (RWTH, PEM) und Dr. Philipp Rose (Strategy& PwC).

Es steht Aussage gegen Aussage: Während sich viele Wissenschaftler für ein zügiges Ende der fossilen Antriebstechnologie aussprechen, hätte ein „Ausstieg aus dem Ausstieg“ auch einige Vorteile für die Deutschen: (1) Die deutsche Automobilwirtschaft könnte mittels „alter Verbrenner-Technologie“ die Elektromobilität querfinanzieren. (2) Übergangstechnologien wie Hybridantriebe könnten einen Weg in die Elektromobilität ebnen. (3) Einige deutsche Automobilfirmen hätten u.a. mehr Zeit, um Arbeitsplätze zu sichern oder zu transformieren.

Während sich Achim Kampker und Philipp Rose betont gelassen in der erhitzten Debatte zeigen, weisen sie vor allem auf den (manchmal fehlenden) Innovations- und Sportsgeist deutscher Ingenieure hin: So seien Unterschiede zwischen „ElectricOnly“ oder „ElectricFirst“-Strategien nicht entscheidend. Viel wichtiger seien schnelle Innovationszyklen, ein positiver Spirit und die Bereitschaft, zu lernen und "etwas zu wagen". Letztlich werden sich die Elektrofahrzeuge sowieso durchsetzen, so sind sich beide einig.

Als Leiter des Aachener PEM-Lehrstuhls ist Prof. Kampker auch Mitgründer der "StreetScooter GmbH". In Aachen sei es gelungen, mit jungen Batterie-Startups eine komplette "InnovationChain" für die deutsche Batterie-Industrie aufzubauen: Von Batterie-Modellierung (Accure), über Secondlife-Unternehmen (Voltfang), Fahrzeugherstellern (StreetScooter, Next.e.GO, etc.) bis hin zum Batterie-Recycling (Cylib).

Letztlich betonen Rose und Kampker, wie wichtig die Zellproduktion für den Batteriestandort Deutschland ist: Ein Hochfahren von Einfuhrzöllen auf chinesische Elektroautos sei kontraproduktiv für die Akzeptanz der hiesigen Elektromobilität. Kleine, preiswerte E-Autos für und aus Europa wären sinnvoller.

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).

Spätestens seitdem der Porsche Taycan 2019 auf den Markt kam, beschäftigt sich die ganze Batterie-Industrie mit der 800V-Architektur. Durch eine Verringerung der bei 400V-Packs parallel verschalteten Zellen, verspricht eine 800V-Batterie eine ganze Reihe von praktischen Vorteilen. Neben der verbesserten Ladezeit, entsteht beim Laden & Fahren erheblich weniger Wärme. Doch es gibt auch Vorteile beim Antriebsstrang selbst.

Aber von vorne: Obwohl die in 800V-Akkus verbauten Batteriezellen exakt denen eines 400V-Packs gleichen, ist der Porsche Taycan mit seiner 800V-Batterie klar im Vorteil gegenüber anderen Fahrzeugen. Die Ladegeschwindigkeit ist mit 270kW Spitzenleistung höher als bei allen anderen BEV-Serienfahrzeugen.

800V-Batterien punkten vor allem durch eine geringere Stromstärke und somit durch einen potenziell geringeren Kabeldurchmesser der Kupferleitungen. Die entstandenen Platz-, Material- und Kostenvorteile werden allerdings meist anteilig durch ein Mehr an benötigter Isolation abgeschwächt.

Für Inverter, E-Maschine und Leistungselektronik hat die 800V-Architektur immense Auswirkungen! Nahezu alle Komponenten eines 400V-Antriebsstrangs müssen neu designt werden. Und hier kommt unser Podcastgast ins Spiel!

Unser Podcastgast Dr. Otmar Scharrer erklärt, welche ZF-Innovationen sich für Elektromotor, Inverter, Elektronik, Getriebesatz bzw. integrierter Antriebswelle durchsetzen könnten. Wie immer geht es hierbei um Gewicht, Platz, Leistung & Effizienz, Kosten, Systemzuverlässigkeit, Lebensdauer & Materialeinsatz.

"Die Klimafüchse"-Podcast: https://klimafuechse.podigee.io/

Weiterführende Quelle: https://generationstrom.com/2019/04/01/800v-wofuer-man-die-doppelte-spannung-braucht/

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).

🌍🔄 Batterien aus Elektroautos müssen nicht alle ins Recycling. Sie können weitergenutzt werden als Industrie- oder Quartiersspeicher. Hier fährt langsam ein Markt für Second-Life-Akkus hoch, der für die Energiewende noch sehr wichtig werden könnte. Afshin Doostdar, Gründer des Start-ups Voltfang, erklärt, dass die wiederverwendeten Batterien eine bessere Qualität und Lebensdauer aufweisen, als neue Batterien. Das und folgendes besprechen wir in diesem Podcast:

🔋 Was sind Second-Life-Batterien?

🚗 Vom Auto zum Stromnetz:

🌱 Ökologische und wirtschaftliche Aspekte:

⚡ Anwendungen:

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).