Die Elektrifizierung der Mobilität schreitet rasch voran und stellt die Automobilindustrie und andere wichtige Branchen auf den Kopf. Mit der Elektrifizierung verschiebt sich der Fokus weg vom Motor hin zu den Batterien.
Die diesjährige IAA, die vom 12. bis 22. September in Frankfurt stattfindet, steht unter dem Motto "Driving Tomorrow". Es werden die neuesten Trends und Entwicklungen in der Welt der Mobilität vorgestellt. Die Elektromobilität wird dabei im Mittelpunkt stehen. Im Gegensatz zum autonomen Fahren findet die Elektrifizierung ganzer Produktportfolios bereits jetzt statt, wie die aktuellen Zahlen von sales zeigen.
Dieser Trend ist nicht auf die Automobilindustrie beschränkt, sondern hat auch andere große und kleine Industriezweige erreicht. Bau-, Landwirtschafts- und Bergbaumaschinen werden zunehmend elektrifiziert, und selbst die Luftfahrtindustrie steuert mit Lufttaxis und hybriden Flugformen auf eine elektrische Zukunft zu.
Im Jahr 2018 überstieg die weltweite Flotte von Elektrofahrzeugen (EV) 5,1 Millionen, 2 Millionen mehr als im Vorjahr - fast eine Verdoppelung der Zahl der Neuwagen sales. J.P. Morgan prognostiziert ein noch größeres Wachstum für elektrifizierte Autos. Bis 2025 wird erwartet, dass die Verkaufszahlen 30 % des gesamten Fahrzeugbestands ausmachen werden.
Bloomberg geht sogar noch weiter und rechnet mit einer Elektrifizierung von 57 % aller Personenkraftwagen - das bedeutet über 500 Millionen Elektroautos, mehr als 30 % der weltweiten Pkw-Flotte. Darüber hinaus werden bis zum Jahr 2040 rund 40 Millionen gewerbliche Elektrofahrzeuge elektrisch betrieben, so die Prognose.
Im Allgemeinen gibt es drei verschiedene Arten von Fahrzeugen, die unter dem Begriff EV zusammengefasst werden. Hybridelektrofahrzeuge (HEV) sind Fahrzeuge mit Diesel- oder Benzinmotor in Kombination mit einem zusätzlichen Elektromotor, der den Verbrennungsmotor unterstützt. HEVs oder Mild-Hybride sind bereits mit einer rückläufigen Nachfrage konfrontiert, ein Trend, der sich fortsetzen wird. Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHEV) gelten als Brückenlösung, die die Vorteile der Elektromobilität in schadstoffsensiblen Gebieten wie Städten bietet, aber auch über die nötige Reichweite für Langstreckenfahrten verfügt. Sie kombinieren einen Diesel- oder Benzinmotor mit einem Elektromotor und können über eine Steckdose oder eine Ladestation aufgeladen werden - das bedeutet, dass sie vollelektrisch gefahren werden können, allerdings mit dem Gepäck eines zusätzlichen Motors. Das Ziel der Elektromobilität ist jedoch die vollständige Abkopplung vom Verbrennungsmotor. Hier kommen batterieelektrische Fahrzeuge (BEV) ins Spiel, also Fahrzeuge, die ausschließlich von einem Elektromotor und einer Batterie angetrieben werden.
BEV sales werden bis 2025 auf 8,4 Millionen Fahrzeuge ansteigen , was einem Marktanteil von 7,7 % entspricht. Dieser Anstieg ist zwar beträchtlich, doch wird für PHEV - getreu ihrer Eigenschaft als Brückentechnologie - ein noch schnelleres Wachstum in den nächsten fünf Jahren prognostiziert. Während ihr Anteil am Weltmarkt derzeit nur bei etwa 3 % liegt, wird erwartet, dass sie im gleichen Zeitraum mehr als 25 Millionen Fahrzeuge oder 23 % des weltweiten Verkaufs erreichen werden.
China ist nach wie vor der größte Elektrofahrzeugmarkt der Welt, gefolgt von Europa und den USA. Im Jahr 2018 hat China mit 1,27 Millionen neu verkauften E-Fahrzeugen einen neuen Rekord aufgestellt. Deutschland kommt dagegen nur auf rund 68.000 neue E-Fahrzeuge. In Shenzhen, der Vorzeigestadt in Sachen Elektrifizierung des öffentlichen Nahverkehrs, werden bereits mehr als 16.000 Elektrobusse von der Shenzhen Bus Group betrieben. Busse, die fast vollständig von dem ebenfalls chinesischen Bushersteller BYD geliefert werden. Ursprünglich belächelt, als sie ihre vollelektrische Strategie vorstellten, sind sie heute mit Abstand Marktführer in diesem schnell wachsenden Segment. Dr. Stephan Rohr, Mitbegründer und Geschäftsführer von TWAICE, besuchte erst kürzlich China und diskutierte mit Vertretern der Shenzhen Bus Group aus erster Hand über die Herausforderungen einer voll elektrifizierten Flotte.
Auch China geht mit gutem Beispiel voran, wenn es um die Einrichtung von E-Zonen geht. Der motorisierte Zugang zu einigen Bereichen der Großstädte ist nur noch mit emissionsfreien Fahrzeugen möglich. Solche Konzepte werden die Verbreitung von E-Fahrzeugen weiter beschleunigen und möglicherweise auch Europa und den Rest der Welt eher früher als später erreichen, um die Umweltverschmutzung in den Innenstädten zu bekämpfen.
Während sich ein Großteil der Diskussionen auf die Elektrifizierung der Straßenfahrzeuge konzentriert, deuten neue Untersuchungen von IDTechEx Research darauf hin, dass Elektrofahrzeuge für den Einsatz im Gelände der dominantere Markt sein könnten: 15 % der heute verkauften CAM-Fahrzeuge (Construction, Agriculture, Manufacturing) sind Elektrofahrzeuge, aber dem Bericht zufolge wird die Mehrheit der bis 2029 verkauften CAM-Fahrzeuge elektrisch angetrieben sein.
So war die Elektrifizierung einer der großen Trends auf der diesjährigen Baumaschinenmesse Bauma in München - der größten Fachmesse der Welt. Quer durch alle Branchen wurde über Elektrifizierung und Digitalisierung gesprochen: Elektrische Antriebe, vernetzte Maschinen und automatisierte Prozesse treiben die Branche voran. Zusammengefasst: Die Branche befindet sich im Umbruch und stellt die Hersteller vor besondere Herausforderungen.
Die Elektrifizierung der Luftfahrt stellt eine weitere wichtige und spannende Entwicklung mit großem Potenzial dar. Während bei großen Passagierflugzeugen eine Hybridlösung der wahrscheinliche Spitzenreiter ist, werden für die städtische Mobilität vollelektrische Lösungen entwickelt. Viele spannende neue Akteure konkurrieren mit den Weltmarktführern Airbus, Boeing und Co. um die beste Kurzstreckenlösung. Das deutsche Start-up-Unternehmen Volocopter zum Beispiel will die urbane Mobilität mit Elektrohubschraubern neu erfinden. Lilium, ein weiteres deutsches Start-up-Unternehmen, arbeitet an einem revolutionären Lufttaxi auf Abruf, das auf dem elektrischen "Lilium-Jet" basiert. Die traditionellen Akteure Airbus und Boeing sind ihnen dicht auf den Fersen und entwickeln ebenfalls ihre eigenen Konzepte.
Unabhängig von der Branche bedeutet der starke Trend zur Elektrifizierung nur eines: Die Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ion) steigt drastisch an - der sichtbarste Beweis dafür ist die Verknappung des Angebots an Zellen. Außerdem sind die in Batterien verwendeten Materialien wie Lithium und Kobalt seltene und teure Ressourcen.
Die Komplexität und die Ressourcenkosten führen zu einem hohen Wert der Batterien, sowohl als Anteil an den Fahrzeugkosten von 30 bis 50 % als auch insgesamt mit Preisen zwischen 200 €/kWh auf dem Massenmarkt und über 1.000 €/kWh bei Spezialanwendungen. Geht man von 8,4 Millionen Elektroautos im Jahr 2025 und einer vernünftig dimensionierten Batterie von 50 kWh aus, so sprechen wir bereits von 84 Milliarden € an Batterievermögen. Ein solches Vermögen muss sorgfältig verwaltet werden.
Kombiniert man diesen finanziellen Wert mit der Tatsache, dass es sich bei Batterien um hochkomplexe elektrochemische Systeme handelt, wird die Herausforderung für Hersteller und Batteriebesitzer deutlich. Da sich Batterien im Laufe ihrer Lebensdauer verschlechtern, nimmt ihre Leistung mit der Zeit ab, was bei den potenziellen Besitzern und Nutzern zu Unsicherheiten führt. Daher gewähren die Hersteller umfangreiche Garantien von acht bis 12 Jahren auf die Batterien und tragen damit den Großteil des finanziellen Risikos selbst. Die richtige Entwicklung, das richtige Design und den richtigen Betrieb zu finden, ist daher eine wesentliche Aufgabe für jeden OEM. Unsere Erfahrung zeigt, dass Software und Dienstleistungen für eine effizientere und nachhaltigere Entwicklung und Nutzung von Batteriesystemen der Schlüssel sind.
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