Batteriemarkt in Bewegung - Kommt das Ende der Lithium-Ionen-Akkus?
Vor 2-3 Jahren war der Batteriemarkt noch weitgehend in Ordnung. Lithium-Ionen-Akkus galten als Maß aller Dinge. Andere Entwicklungen schienen auf Eis gelegt und man konzentrierte sich darauf, die Leistung, die Lebensdauer und Kosten der Lithium-Ionen-Akkus zu verbessern. Noch genug Potential sah man in der Gewichtsreduzierung und Erhöhung bei der Ladekapazität. Klar, jeder wollte am prognostizierten Boom der Elektrofahrzeuge partizipieren und verzichtete auf langjährige und teure Entwicklung von alternativen Konzepten. Dieses generelle Bild hat die Lithiumbranche vom Bergbau bis zu den Herstellern von Endprodukten geprägt und weltweit einen wahren Hype ausgelöst.
Doch die weltweiten Verkäufe von Elektrofahrzeugen halten mit den vorhergesehenen fantastischen Zuwächsen absolut nicht stand. Auch wenn Tesla das große Zugpferd am Markt spielt, so bestimmen letztendlich die Käufer den Markt. Und die sind alles andere als bereit viele Hemmnisse in Kauf zu nehmen. Zum Beispiel entsprechen trotz Fortschritten die Reichweiten nach wie vor nicht den markttauglichen Erfordernissen. Ein Wirrwarr von Anbietern an Ladestationen lassen Besitzer von Elektrofahrzeugen verzweifeln, wenn die "Steckdose" nicht passt. Von uneinheitlichen Preisen an der Stromtankstelle mal abgesehen. Betrachtet man die Elektrofahrzeuge, so fällt auf, dass die meisten optisch gelungenen Fahrzeuge in einer Preisrange liegen, die dem politisch bedingt schwindenden sogenannten Mittelstand einfach zu teuer ist. Klar gibt es kleine erschwingliche Stadtflitzer wie den Renault Zoe und andere, deren zwar moderne aber mickrige Optik alleine aber bereits viele an grüner Fortbewegung Interessierte abhält. Leistung, Laden, Reichweite, Preis und Optik harmonieren am Markt derzeit nicht wirklich mit dem Akzeptanzbild der Käufer. Und ohne massive Zuwendungen von Käufern aus allen Schichten bleibt der prognostizierte Boom wohl aus.
China ist und war bis jetzt der Vertriebskaiser bei Elektrofahrzeugen, aber auch dort stottert der Motor seit Monaten und die Zuwachsraten an verkauften Fahrzeugen sinken dramatisch. In China hat man mittlerweile eine neue und verbesserte Batteriegeneration, basierend auf Nickel-Kobalt-Mangan (NCM811-Batterie) entwickelt, um sie künftig in ihren Autos einzubauen. Bereits dabei sieht man einen Wandel der verwendeten Materialien. Mehr Nickel, weniger Kobalt, weniger Lithium. Das bisherige Denkmal der Lithium-Ionen-Akkus beginnt zu bröckeln. Und mit ihm die dazugehörenden Bergbaubetriebe, die von den Abnehmern ihrer Produkte abhängig sind.
Geht man von den aktuell "innovativsten" chinesischen NCM-Akkus aus, so sieht der Markt derzeit eine für Nickel ganz besondere Zukunft und rechnet, wie schon zuvor bei Lithium, den Bedarf der kommenden 20-30 Jahre hoch, um das Bild plausibel zu machen. Klar wird Nickel in den kommenden Jahren von der aktuell steigenden Nachfrage profitieren. Schon alleine, da China mit der in ihren Fahrzeugen eingesetzten NCM-Batterie starken Bedarf signalisiert und mehr Nickel benötigt. Daran werden alle Akkuproduzenten, aber auch die Bergbaufirmen, die Nickel fördern, ihre Gewinne schöpfen. Aber das langfristige Bild zeigt bei Nickel ebenso wie bei Lithium, dass nicht damit zu rechnen ist, dass der neue Hype auch wirklich die nächsten 20 – 30 Jahre anhält, wie es uns die schönen Grafiken vorgaukeln. Alternativsysteme sind am Vormarsch und werden die Bedarfsmetalle neu ordnen. Doch egal ob derzeit Nickel oder Lithium als Energiemetalle Verwendung finden, macht die Entwicklung auf deren Basis eine bessere weltweite Verkaufbarkeit der Fahrzeuge? Ist dies der ultimative Durchbruch? Wohl kaum, denn die grundlegenden Probleme auf der Käuferebene bleiben weiterhin bestehen, und die neuen prognostizierten Reichweiten und Kosten sind im Endeffekt auch nur marginale Fortschritte gegenüber den vorherigen Speichervarianten.
Es ist wohl ein Signal der Zeit, dass erneut massiv in die Entwicklung von Energiespeicher mit alternativen Konzepten investiert wird. Und dies könnte tatsächlich, nicht von heute auf morgen, aber in relativ absehbarer Zeitspanne von 3 – 5 Jahren tatsächlich zu den erhofften Ergebnissen führen. Sehen wir uns dazu ein paar markante Beispiele an.
Der Automobilhersteller Fisker, aber auch andere Hersteller wie VW, Renault, Nissan und Mitsubishi setzen auf die Entwicklung von Festkörper-Akkus unter Verwendung von Grafenen und anderen Materialien. Diese zeigen bei Tests bereits eine enorme Verbesserung gegenüber den herkömmlichen Akkus. Keine Brandgefahr, 200Wh/kg an Energiedichte, eine Lebensdauer von mehr als 10.000 Ladungen und sie bieten bereits eine Reichweite von mehr als 500 km. Erste Versuchsfahrzeuge sind bereits damit unterwegs.
Auch Spanien ist durch die Albufera Energy Storage sehr erfolgreich unterwegs. In Kooperation mit europäischen Unternehmen und Universitäten ist man dabei eine auf Aluminium basierende Festkörperzelle zur Energiespeicherung zu entwickeln. Das Salbage-Projekt (Schwefel-Aluminium-Batterie mit hochentwickelten polymeren Gel-Elektrolyten) soll eine Energiedichte von 1.000 Wh/kg zu einem relativ niedrigen Preis (etwa 60 Prozent der heutigen Lithium-basierenden Zellen) bieten. Damit wäre eine Reichweite erzielbar, die die der Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren sogar überträfe.
Natrium ist ein weiteres vielversprechendes Material für Akkus der nächsten Generation. Schweizer Forscher haben den Prototyp eines 3-V-Natrium-Feststoff-Akkus mit einer potenziell höheren Energiedichte als Lithium-Zellen entwickelt. Hierzu ist ein fester ionischen Leiter nötig, der nicht nur unschädlich, sondern auch chemisch und thermisch stabil ist und den Transport des Natriums zwischen der Anode und der Kathode ermöglicht. Die Forscher haben entdeckt, dass eine bestimmte Bor-Verbindung, ein closo-Boran, das freie Zirkulieren der Natrium-Ionen ermöglicht. Da das closo-Boran ein anorganischer Leiter ist, wird das Risiko eliminiert, dass sich die Batterie beim Wiederaufladen entzündet. Wieder eine Entwicklung, die nicht auf die bisherigen Energiemetalle angewiesen ist.
Viele neue Technologien mit besserer Leistung tauchen am Horizont auf. Sie alle sollen eine höhere Dichte, längere Ladezyklen und schnelleres Aufladen ermöglichen und das Entzündungsrisiko eliminieren, um Systemdesigner in Zukunft mit der nötigen Energie zu versorgen.
Im Endeffekt sehen viele Forscher und Entwickler die Lithium-Ionen-Akkus nur als eine Übergangslösung zu neuen Lösungen, die billiger, leistungsstärker und sicherer sind. Diese Innovationen sind bereits so weit fortgeschritten, dass eine Markteinführung in den kommenden 1-3 Jahren als gesichert erscheint.
Was sollten Investoren beachten
In erster Linie, dass voreilig errichtete unverrückbare Monumente wie die Lithiumzukunft vom Markt schneller gestürzt werden, als in den fantastischen Prognosen für die kommenden Jahrzehnte dargestellt wird. Auch wenn nach Lithium derzeit das Metall Nickel stark von allen Seiten in den Himmel gehoben wird und ebenfalls auf exorbitante Bedarfsströme in wunderbaren Grafiken verwiesen wird. Die Marktentwicklung der Speichersysteme wird auch dieses Denkmal stürzen.
Klar, weder Nickel noch Lithium werden vom Markt verschwinden, zu breitgefächert sind deren Anwendungsgebiete, doch als "Energiemetalle", wie es vielfach in den Medien zirkuliert, werden sie mit dem Wechsel der Batteriegenerationen wieder in normales Fahrwasser zurückgedrängt werden.
Man sollte als Anleger alle medial gehypten Rohstoffe mit besonderer Vorsicht genießen und sich in erster Linie über die aktuellen Entwicklungstendenzen informieren. Dann ist man einigermaßen davor gefeit während des Massenhypes ein Rohstoffunternehmen zu wählen, um dann bei Normalisierung durch einen veränderten Markt Verluste einzufahren.
