Geladen - der Batteriepodcast zur Energiewende

Podcast über Plug-in-Hybrid-Autos, SUVs & Elektromotoren Unser heutiger Gesprächsgast Martin Doppelbauer ist Professor am Elektrotechnischen Institut (ETI) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Dort hat er seit 2011 eine Professur für "hybridelektrische Fahrzeuge" inne. In diese Forschungszeit fällt auch die erfolgreiche Ära sog. "Plug-in-Hybride" (also Verbrenner-Autos, die ebenfalls eine kleine Batterie als Antrieb nutzen). Grund genug also, mit unserem Podcastgast ein Resümee zu ziehen: Wie nachhaltig werden Hybrid-Autos in Deutschland gefahren? Sind Plug-in-Hybridantriebe ein deutsches Phänomen? Welche Antriebssysteme werden sich in Zukunft durchsetzen? Und was macht den Elektromotor eigentlich so attraktiv? Neben der Batterie ist auch der Elektromotor Kernbestandteil eines jeden E-Autos. Martin Doppelbauer stellt im Podcast die Wirkungsweise und insb. den Wirkungsgrad des E-Motors dar. Im Vergleich zu Verbrenner-Motoren sind die Elektromotoren so effizient, weil es zu wesentlich weniger ungenutzter Wärmeentwicklung im Motorraum kommt. Daneben unterscheidet sich ist die Welt der Elektromotoren stark von Kolben-getriebenen Technologie durch unterschiedliche Leistung, Drehmoment, Drehzahl und Getriebe-Übersetzung. Martin Doppelbauer unterhält folgende Vorlesungen am ETI: (1) Elektromagnetische Felder, (2) Praxis Elektrischer Antriebe, (3) Hybride und elektrische Fahrzeuge und (4) Entwurf elektrischer Maschinen. Zentrale Forschungsfelder stellen vor allem Synchron- und Asynchronmaschinen dar. Bei Synchronmaschinen läuft der Rotor synchron mit dem Drehfeld des Stators. Das unterscheidet sie von Asynchronmaschinen, deren Rotor dem Drehfeld im Motorbetrieb nach- und im Generatorbetrieb voreilt. Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal ist, dass im Gegensatz zu Asynchronmaschinen für den Betrieb von Synchronmaschinen ein zusätzliches Erregerfeld benötigt wird. Haben Sie Themenvorschläge zu den Themen Energiewende, Elektromobilität, Elektroauto oder Batterie, dann schreiben Sie uns an daniel.messling@kit.edu oder patrick.rosen@kit.edu. https://www.eti.kit.edu/mitarbeiter_doppelbauer.php https://www.eti.kit.edu/index.php

Podcast über Elektrobusse Der Verkehrssektor ist einer der Hauptverursacher von Treibhausgasemissionen. Daher ist der Übergang zu saubereren und nachhaltigeren Verkehrsmitteln ein entscheidender Schritt bei der Bewältigung der Klimakrise. Vor allem Busse spielen eine wichtige Rolle in den öffentlichen Verkehrssystemen weltweit. Die beiden Hauptkonkurrenten in diesem Bereich sind Elektrobusse und mit Wasserstoff-Brennstoffzellen betriebene Busse. Prof. Dirk Uwe Sauer von der RWTH Aachen ordnet ein, welcher der beiden Antriebe das Rennen macht, wie sich der Busverkehr durch eine Elektrifizierung verändern wird und welche Herausforderungen auf lokale Verkehrsunternehmen und ihre Infrastruktur zukommen. Elektrobusse haben in den letzten Jahren erheblich an Boden gutgemacht auf dem Markt. Der Hauptvorteil von Elektrobussen liegt in ihrer Einfachheit und Effizienz. Die Technologie für Elektrobusse ist bereits gut etabliert, und die Infrastruktur für das Aufladen von Elektrofahrzeugen wird immer weiter ausgebaut. Trotzdem gibt es einige Hürden, wie den Ausbau der Ladeinfrastruktur, eine Neuorganisation der Umlaufpläne und hohe Investitionskosten für die Elektrifizierung der Flotten. Haben Sie Themenvorschläge zu den Themen Energiewende, Elektromobilität, Elektroauto oder Batterie, dann schreiben Sie uns an daniel.messling@kit.edu oder patrick.rosen@kit.edu.

Podcast über elektrische Trucks Unser heutiger Podcastgast, Dr. Jürgen Wagner von "MAN Truck & Bus", erklärt die Elektrifizierungsstrategie seines Unternehmens. Tatsächlich fahren die Münchener dreigleisig: Der Hersteller von Nutz- und Lastkraftwagen entwickelt sowohl Wasserstoff-Trucks als auch batteriebetriebene Lkw. Bisher ist das Geschäft mit Diesel-betriebenen Trucks noch Hauptbestandteil des Fahrzeugherstellers. Erst im Juni 2023 hat MAN offiziell von der Landesregierung Bayerns 4 Förderungen in Höhe von 24 Millionen Euro erhalten. Diese Summe ist "Teil einer Technologieförderung" für die Entwicklung von Hochvoltbatterien für E-Lkw und E-Busse. Mitunter wird aber auch die Weiterentwicklung von #Brennstoffzellen und Wasserstoff-Technologien gefördert. Die #Großserienproduktion von #Hochvoltbatterien soll schon übernächstes Jahr (Anfang 2025) anlaufen. Bis dahin werden die Batteriesysteme weiterhin in Kleinserie gefertigt. Die Zellen - größtenteils NMC-Batteriezellen aus China - werden dann jährlich in knapp 100.000 Hochvoltpacks verbaut, die ca. 25.000 Trucks pro Jahr ausstatten sollen. In diesem Podcast erfahren Sie die größten Herausforderungen seitens MAN's Kunden, wie der Hersteller mit Batterie-Garantien umgeht und vor allem: Welche Lösungen die neue Lade-Infrastruktur (Megawatt-Charging) für Trucks bereithält. Haben Sie Themenvorschläge zu den Themen Energiewende, Elektromobilität, Elektroauto oder Batterie, dann schreiben Sie uns an daniel.messling@kit.edu oder patrick.rosen@kit.edu. Links: https://www.electrive.net/2023/06/23/bayern-foerdert-batterie-entwicklung-bei-man/ https://www.nordbayern.de/wirtschaft/warmer-regen-fur-man-in-nurnberg-25-millionen-euro-fur-entwicklung-hochmoderner-batterien-1.13361593 https://press.mantruckandbus.com/corporate/de/elektromobilitaet-man-erhaelt-foerderbescheide-fuer-die-weiterentwicklung-von-lkw--und-bus-batterien-in-nuernberg/

Podcast über bidirektionalen Laden bei Elektroautos Die Batterien unserer Elektroautos sind fest eingeplant von Politik und Wirtschaft als Zwischenspeicher zum Ausgleich der Volatilität der erneuerbaren Energiequellen. Gleichzeitig warten auch viele E-Autobesitzer auf diese Technologie Vehicle-to-Grid (V2G), um mit der Rückspeisung der Energie aus der Batterie Ihres Autos in das Stromnetz auch ein bisschen Geld zu verdienen bzw. einzusparen. Dr. Andreas Piepenbrink hatte in unserem Podcast die immensen Erwartungen an V2G gedämpft – Er gab an, dass fast alle derzeitigen E-Autos und Wallboxen nicht die physischen Voraussetzungen für V2G mitbringen und diese auch nicht so einfach nachzurüsten seien. Was ist also der aktuelle Stand? Das klären wir mit Marcus Fendt, Managing Director des Unternehmens „The Mobility House“. Wer bremst da im Moment den Start der Technologie aus – die Netzbetreiber, die Politik oder die E-Autobauer? Was könnte V2G in Zukunft leisten? Und wie würden die Elektroautobesitzer davon profitieren? Haben Sie Themenvorschläge zu den Themen Energiewende, Elektromobilität, Elektroauto oder Batterie, dann schreiben Sie uns an daniel.messling@kit.edu oder patrick.rosen@kit.edu. Folge mit Dr. Piepenbrink: https://geladen.podigee.io/67-vehicle-to-grid

Ihre Fragen zum Strommarkt Unser heutiger Podcastgast ist Dr. Serafin von Roon (Ffe). Er betreibt mit seinem Kollegen Philipp Hench einen eigenen Podcast namens "Redispatch - Aktuelles aus Energiewirtschaft und Klimapolitik". Hier gibt's alle Episoden: https://www.redispatch-podcast.de/ Die Einspeisung von Erneuerbaren Energien verläuft in den deutschen Bundesländern höchst unterschiedlich: Der Norden baut kräftig Windkraftanlagen an Land und auf See, der Süden konzentriert sich eher auf PV-Anlagen. Im Südwesten haben sich jüngst Landespolitiker mit einer Forderung nach Industriestrompreisen aus Bundesfördermitteln abgesprochen. Außerdem sind die Südländer strikt gegen eine Bildung sogenannter Strompreiszonen in Deutschland. Das sind Ihre Fragen: 1) Grüne Erzeuger langfristig auch billiger? 2) Probleme des „Merit-Order“-Prinzips? 3) Was ist mit der "Übergewinnsteuer"? 4) Wie sieht eine „Merit-Order“-Reform aus? 5) Prognose für 2035: Strompreise für Verbraucher? 6) Strompreiszonen für Deutschland? 7) Strompreiszonen verfassungsrechtlich? 8) Handlungsbedarf in Bayern? 9) Atomstrom wirklich nicht billiger? 10) Die Abschaltung der letzten drei Kernkraftwerke? 11) Kosten der Industriestrompreise? 12) Dynamische Strompreise als Geschäftsmodell? 13) Flexible Strompreise totale Abzocke? 14) Virtuelle Batteriespeicher? 15) Werden die Netze jemals intelligent sein? 16) Bidirektionales Laden. Haben Sie Themenvorschläge zu den Themen Energiewende, Elektromobilität, Elektroauto oder Batterie, dann schreiben Sie uns an daniel.messling@kit.edu oder patrick.rosen@kit.edu. Redispatch-Podcast: https://www.redispatch-podcast.de/

Podcast über Lithium-Versorgungsengpässe Ohne eine einheimische Versorgung mit dem Batterie-Gold Lithium könnte es für Europas Autokonzerne schwierig werden, mit China zu konkurrieren, das seine Elektroauto-Industrie rasch ausbaut und in den europäischen Markt vordringt. China kontrolliert einen Großteil der weltweiten Lithiumverarbeitung, bei der ein aus Sole oder Erz gewonnenes Konzentrat in chemische Lithiumverbindungen wie Carbonat oder Hydroxid umgewandelt wird, die in Antriebsbatterien verwendet werden. China wird der Versorgung seiner eigenen Industrie Vorrang einräumen. Europa wird sich in Bezug auf die Lithium-Verfügbarkeit um das Jahr 2030 wahrscheinlich in einer schwierigen Position befinden, prognostizieren Michael Schmidt von der Deutschen Rohstoffagentur (DERA) und Dr. Thomas Schmaltz von Fraunhofer. Europa kann sich keine Verzögerungen bei heimischen Projekten zur Gewinnung des Metalls und beim Ausbau des Batterie-Recyclings leisten. Wir sprechen außerdem mit unseren Experten darüber, wie Lieferketten für das Lithium einer Antriebsbatterie aussehen, wie der Rohstoff abgebaut wird und wie viel Prozent seines Bedarfs Europa zukünftig decken kann. Haben Sie Themenvorschläge zu den Themen Energiewende, Elektromobilität, Elektroauto oder Batterie, dann schreiben Sie uns an daniel.messling@kit.edu oder patrick.rosen@kit.edu.

Podcast über die nachhaltigsten Natrium-Batterien Auf Natrium-Ionen-Batterien lasten derzeit viele Hoffnungen. Sie gelten schon jetzt, kurz vor ihrer Markteinführung, als besonders preiswert, sicher und umweltfreundlich. Doch wie nachhaltig die vielen verschiedenen Versionen der Natrium-Zellen tatsächlich sind, das wusste bis vor kurzem keiner so genau. Die Forschungsgruppe rund um unseren Podcastgast Dr. Manuel Baumann (KIT, ITAS, HIU) hat diese "Nachhaltigkeitsaspekte" nun exakt beziffert. Und siehe da: Die Resultate sind genauso vielfältig, wie die Batterieklasse selbst. Die Materialien, die zur Herstellung der Zellkomponenten benötigt werden, sind nämlich genauso abwechslungsreich wie bei den Lithium-Zellen: Manche Zellen benötigen Kobalt, Nickel, Vanadium, Mangan, ungeordnete Kohlenstoffe, Graphit, Eisen, Aluminium, etc. Die Forschungsgruppe hat ein System entwickelt, um die unterschiedlichsten Natrium-Zellen auf ihre Nachhaltigkeit hin zu überprüfen. Dabei konzentrierten sich die Forschenden speziell auf die Kathode: 42 verschiedene Kathodenarten wurden einem "Screening" unterzogen und mit acht Lithium-Kathoden verglichen. Folgende Nachhaltigkeitskategorien wurden dabei aufgestellt: (1) Kosten, (2) Materialkritikalität und (3) CO2-Fußabdruck der Zelle. Die Ergebnisse zeigen, dass die Energiedichte in allen drei Kategorien ein wichtiger Faktor darstellt. Er bestimmt maßgeblich den Materialbedarf. Die meisten Natrium-Kathoden erzielen eine bessere Ergebnisse als das Lithium-Pendant. Insbesondere die "Preussisch-Blau-Elektroden" und die manganbasierten Schichtoxide scheinen besonders nachhaltig zu sein. Haben Sie Themenvorschläge zu den Themen Energiewende, Elektromobilität, Elektroauto oder Batterie, dann schreiben Sie uns an daniel.messling@kit.edu oder patrick.rosen@kit.edu. Link zur Studie: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202202636

Podcast über ein großes Batterie-Versprechen Wann kommen sie endlich auf den Markt? Festkörperbatterien haben das Potenzial, eine höhere Energiedichte, mehr Sicherheit und eine schnellere Aufladung als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien mit Flüssigelektrolyt zu bieten, aber was ist die Wissenschaft dahinter, das Potenzial der Technologie und die Herausforderung? Wir haben nachgefragt bei zwei der international renommiertesten Forschenden in diesem Feld: Prof. Dr. Jennifer Rupp (TU München) und Prof. Jürgen Janek (JLU Gießen). Auf die Verwirklichung der Vorteile hoffen auch viele OEMs. VW investiert in QuantumScape, ProLogium ist Partner von Mercedes und BMW arbeitet mit Solid Power zusammen. Allerdings sind Festkörperbatterien derzeit noch nicht ausgereift, was zu Unsicherheiten und Bedenken hinsichtlich der hohen Produktionskosten und der Skalierbarkeit führt. Die Herausforderungen bei der Entwicklung bestehen darin, das Einbringen oder die Abscheidung der Festelektrolyte in ein Verfahren umzuwandeln, das mit den heutigen Herstellungspraktiken kompatibel ist, ohne die Haltbarkeit oder die Kosten des Endprodukts zu beeinträchtigen und gleichzeitig Vorteile wie eine bessere Energie- und Leistungsdichte, mehr Sicherheit und einen höheren Durchsatz zu bieten. Haben Sie Themenvorschläge zu den Themen Energiewende, Elektromobilität, Elektroauto oder Batterie, dann schreiben Sie uns an daniel.messling@kit.edu oder patrick.rosen@kit.edu.

Warum wir nicht alle Verbrenner mit E-Autos ersetzen sollten In dieser Episode spricht die Mobilitätsexpertin Katja Diehl über das Gelingen der Verkehrswende in Deutschland. Sie unterstreicht, dass unser aller Bewegungsmuster (Mobilität: wann, wie, wohin, warum) völlig neu gedacht werden sollte. Laut Diehl gibt es dazu jedoch noch zu wenig Mobilitätsalternativen zur "Auto-Mobilität". Nur eine Verringerung der deutschen Pkw-Bestände könnte letztlich eine klimafreundliche und -gerechte Umwelt ermöglichen, die städtebaulich mehr Lebensqualität verspricht. "Ich habe mal die Zahl 20 Mio. Fahrzeuge genannt", so Diehl. Das wäre eine Reduktion um rund die Hälfte der derzeitigen Autoflotten Deutschlands. "Jede:r sollte das Recht haben, ein Leben ohne ein eigenes Auto führen zu können", so Diehl. In ihrer Vorstellung können die Menschen zwar weiter Auto fahren, so sie es denn wollen. Sie müssen es aber nicht mehr – denn es soll überall attraktive Alternativen geben: Bus, Bahn, Fahrräder, Roller, Scooter, Sammeltaxi. Warum dem Auto also noch länger huldigen? Katja Diehl sagt: "In unserem Land ist nicht alles fair und klimagerecht, inklusiv und bezahlbar". Vielmehr ist seit vielen Jahrzehnten jegliche Mobilität auf das Auto ausgelegt. Gut ausgebaute Autobahnen, zu viele Parkplätze, zu große Innenstadtstraßen und vor allem eine finanziell attraktive Haltung von (großen) Fahrzeugen. Dabei sind aber die Bedürfnisse vieler Menschen nicht angemessen berücksichtigt. Am 28. Oktober 2022 erhielt Katja Diehl den Deutschen Mobilitätspreis. Ihr Buch "Autokorrektur – Mobilität für eine lebenswerte Welt" erschien am 9. Februar 2022 und stand sofort auf Platz 5 auf der Spiegel-Bestsellerliste. Es wurde 2022 mit dem Deutschen Wirtschaftsbuchpreis in der erstmals vergebenen Kategorie „Leserpreis“ ausgezeichnet. Podcast Katja Diehl: https://katja-diehl.de/sdmpodcast/

Die Batterien für günstige E-Autos? Natrium-Ionen-Batterien standen jahrzehntelang im Schatten der Lithium-Ionen-Batterien, aber in der Erdkruste gibt es tausendmal mehr Natrium als Lithium. Und jetzt ist die Batteriechemie so weit entwickelt, dass Natrium-Ionen-Batterien ähnliche Energiedichten haben wie ihre Lithium-Konkurrenten. Außerdem sind Natrium-Ionen-Batterien leichter, sicherer, billiger und sauberer als Lithium-Ionen-Batterien. Chinesische Batteriehersteller, wie CATL und BYD, haben mit der Massenproduktion begonnen und werden die Natrium-Ionen-Batterien sogar in Elektroautos einsetzen. Dies könnte wirklich ein Gamechanger für die Energiewende werden. Was bedeutet dies nun für die Branche? Wie wird sich diese neue Technologie auf den Markt auswirken, und welche Möglichkeiten ergeben sich daraus für Unternehmen und Verbraucher gleichermaßen? Lassen Sie uns tiefer eintauchen und ihr Potenzial erkunden in dieser GELADEN-Folge mit Prof. Maximilian Fichtner und Dr. Dominic Bresser vom Karlsruher-Institut für Technologie (KIT). Haben Sie Themenvorschläge zu den Themen Energiewende, Elektromobilität, Elektroauto oder Batterie, dann schreiben Sie uns an daniel.messling@kit.edu oder patrick.rosen@kit.edu.