Geladen - der Batteriepodcast zur Energiewende

Podcast über Batteriewechsel-Stationen Der chinesische Elektroautobauer NIO will sich einen Anteil am wachsenden europäischen Markt für E-Autos sichern, indem es ein Netzwerk für das Leasen und Tauschen von Batterien aufbaut. Der Batterietausch soll an den Wechselstationen deutlich schneller erfolgen, als das Laden an einem Schnelllader. NIO betreibt derzeit über 1.000 Power Swap Stations in China und nur wenige in Europa. Wir sprechen in dieser Geladen-Folge mit Daniel Medawar, einem Vertreter von NIO, darüber, wie der Akkuwechsel überhaupt funktioniert, ob die Wechselmöglichkeiten in China nur für die Langstrecke genutzt werden oder sogar das Laden ersetzen. Es bleibt abzuwarten, ob sich Wechselstationen gegen ein ausgebautes Schnellladenetz in Deutschland durchsetzen können und ob Autofahrer tatsächlich ihre Antriebsbatterien mieten wollen. In der nächsten Folge ordnen wir die Erklärungen von NIO wissenschaftlich ein mit Dr. Joachim Sann von der Uni Gießen.

Podcast mit Maximiliane v. Butler und Dr. Serafin v. Roon In diesem Podcast sprechen wir mit Maximiliane von Butler, einer Repräsentantin des Stromhändlers Tibber - und einem Experten für Energiewirtschaft, Dr. Serafin von Roon (Ffe). Abonnieren Sie auch den Redispatch-Podcast von der Forschungsgesellschaft für Energiewirtschaft: https://www.redispatch-podcast.de/ Unsere Gäste sind sich schnell einig, dass elektrischer Strom in Zukunft vemehrt dann verbraucht werden sollte, wenn er auch nachhaltig erzeugt und verfügbar ist. Die Strompreisfindung eignet sich mithilfe des Merit-Order-Prinzips schon heute hervorragend dafür. Denn: Die Höhe des an der Börse gehandelten Stroms spiegelt automatisch auch Erzeugerpreise wider. Viel Sonnen- und Windkraft im Strommix bedeuten niedrige Strompreise. Wenig verfügbare Erneuerbare Energien führen tendenziell zu hohen Strompreisen an der Börse. Auch wenn noch viele Missverständnisse rund um "billige Atomkraft" und diue Nutzung fossiler Energieträger herrschen, scheinen die festgelegten Preismechanismen durchaus mit den Nachhaltigkeitszielen im Energiemarkt einherzugehen. Diese Preisdynamik setzt sich nun auch im privaten Strommarkt durch: Immer mehr Kund*innen dynamischer Stromtarife profitieren durch preisgesteuertes Laden von E-Autos oder Heimspeichern. Denn: Das Laden kann ohne weiteres an den ihnen nun zugänglichen, zeitlich stark fluktuierenden Strompreis gekoppelt werden. Die Geräte laden also immer dann, wenn der Preis niedrig ist. Das größte Problem stellt derzeit noch die Regulatorik dar: Seit Jahren wird u.a. den Vehicle-to-Grid-Konzepten prophezeit, einen großen Hebel in Sachen Netzstabilität freizusetzen. Allerdings scheitert es hier an (1) Batteriegarantien der E-Autos, (2) steuerlichen Hindernissen und (3) fehlenden Businessmodellen. Inwieweit das Ziel der Energie-Autarkie (PV-Anlage, Heimspeicher, E-Auto) durch die Verfügbarkeit dynamischer Stromtarife hinterfragt werden sollte, klärt unser Gast Dr. Serafin von Roon letztlich durch folgendes Statement: "Nur wenige Eigenheime kommen gänzlich ohne Netzanbindung über den Winter. Wenn dies allerdings das erklärte Ziel ist, treten dynamische Tarife natürlich in den Hintergrund." Hinweis: Mit dem im Video genannten Strom-Tracker "Tibber Pulse" können Kunden auch ohne Smart Meter zu stundenaktuellen Börsenstrompreisen (zzgl. Steuern und Abgaben) abgerechnet werden. Weiterer Vorteil neben der Möglichkeit, Verbräuche gezielt günstige Stunden zu schieben: die Echtzeit-Darstellung des eigenen Stromverbrauchs in der Tibber App. Weiterführende Links: https://www.redispatch-podcast.de/ https://www.ffe.de/veroeffentlichungen/veraenderungen-der-merit-order-und-deren-auswirkungen-auf-den-strompreis/ https://www.ffe.de/veroeffentlichungen/entwicklung-der-energie-und-co2-preise-2022/ https://www.linkedin.com/feed/update/urn:li:activity:6993469683265896448 https://www.ffe.de/veroeffentlichungen/kurativer-netzbetreibereingriff-mittels-spitzenglaettung-zur-vermeidung-von-netzueberlastungen/ https://www.tibber.de

Podcast über Smart Batteries Ein europäisches Großforschungsprojekt namens SPARTACUS will dafür sorgen, dass Batterien zukünftig smart werden. Das soll über unterschiedliche Sensoren an den Batterien und das Batteriemanagementsystem funktionieren. Aber was können intelligente Batterien? Unsere Gäste Gerhard Domann vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung (ISC) und Dr. Andreas Hutter von der Schweizer Forschungseinrichtung CSEM versprechen sich von der smarten Sensorik ein verbessertes Ladeverhalten und eine maximale Lebensdauer der Batterie. Die optimierte Erkennung des Batteriezustands und der Batteriefunktion wird ein sicheres, aber schnelles Aufladen ermöglichen - viel schneller als es bisher möglich war. Der Schwerpunkt des Projekts liegt auf mechanischen und akustischen Sensoren, die durch Temperatursensoren ergänzt werden. Die Sensordaten speisen dann ein Batteriemanagementsystem, das die Daten mit einem Datenpool abgleicht und die Lade- und Entlade-Prozesse und die Belastung einzelner Zellen im Batteriemodul so optimiert. Webseite des Projektes: https://www.spartacus-battery.eu/

Podcast über Zell- und Batteriefertigung Unser Gast, Dr. Heiner Heimes, ist geschäftsführender Oberingenieur beim Lehrstuhl "Production Engineering of E-Mobility Components" (PEM) an der RWTH Aachen. Als Experte für Batterie-Produktionstechnik unterstreicht er, dass die Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien eine äußerst anspruchsvolle Aufgabe ist und vielerlei Kompetenzen voraussetzt: Wissen in Chemie, Physik, Maschinen- und Anlagenbau, Ingenieurwesen und Leistungselektronik. Europa hat sich in den vergangenen Jahren vor allem darauf konzentriert, den Wissensrückstand gegenüber dem asiatischen Raum zu verringern. Aus Sicht unseres Gastes durchaus mit Erfolg: Mit jedem neuen Planungsvorhaben wird es jetzt wichtiger, alle diejenigen Herausforderungen zu meistern, die sich aus dem Hochlauf der Produktion unterschiedlicher Batteriezellenserien ergeben. Dr. Heimes gibt eine Einschätzung dazu ab, welche Zellformate sich in Zukunft durchsetzen werden und wie die europäischen Batteriefabriken mit Flexibilitäten rund um innovative Zellchemien umgehen müssen. Zentral steht in diesem Podcast die Frage, welches Alleinstellungsmerkmal europäische Batterien im Gegensatz zu asiatischen Wettbewerbern haben könnten und wie europäische Zellbauer am meisten Wertschöpfung generieren. Bis zum Aus des Verbrenners im Jahr 2035 rechnet Dr. Heimes mit dem Bau von jährlich ca. 8 Millionen batteriebetriebenen Fahrzeugen in Europa. Die dafür nötigen europäischen Batterien sollen im besten Fall sicherer, langlebiger, nachhaltiger aber vor allem durch ihre Qualität "made in Europe" überzeugen. Batterieatlas: https://battery-news.de/index.php/battery-atlas/

Podcast über populäre Batteriefragen Schönen 4. Advent! Im letzten Teil unseres Adventsspecials beantwortet Prof. Jürgen Janek (Justus-Liebig-Universität Gießen) weitere sechs Fragen, die Sie uns in diesem Jahr zu E-Autos, Batterien oder Heimspeichern gestellt haben. Welche Rolle spielt die Zellspannung für die Leistung einer Batterie genau? Können LFP-Batterien wirklich gar nicht in Brand geraten? Welche Vorteile werden die Lithium-Mangan-Eisenphosphat-Batterien von CATL gegenüber LFP haben? Wann schaffen Vanadium-Redox-Flow-Batterien ihren Durchbruch? Autohersteller optimieren ständig ihre Algorithmen, was das Ladeverhalten ihrer Fahrzeuge angeht. Was wird da genau optimiert? Warum ist „Vehicle-to-Grid“ (also die Rückeinspeisung vom E-Auto in das Stromnetz) in Deutschland (noch) nicht möglich?

Podcast über populäre Batteriefragen Schönen 3. Advent! Prof. Jürgen Janek (Justus-Liebig-Universität Gießen) beantwortet die 24 besten Fragen, die Sie uns in diesem Jahr zu E-Autos, Batterien oder Heimspeichern gestellt haben. Im dritten Teil nimmt Prof. Janek Stellung zu folgenden Fragen: Garantie & Lebensdauer von E-Auto-Batterien: 8 Jahre, 160.000 km und 70% - Wie lange halten E-Auto-Batterien im Schnitt? Ist ständiges Schnellladen schädlich für die Batterie? Was präferieren Sie: Schon jetzt erhältliche, preiswerte, chinesische Batterien oder teure, nachhaltige, europäische Batterien? Wo sind die größten Fortschritte zu erwarten – bei den Elektroden oder dem Elektrolyten? Wie viel Prozent macht zurzeit das Speichermaterial einer Batterie aus? Thema E-Lkws: Auf wen tippen Sie im Rennen zwischen Brennstoffzellen und Batterien?

Podcast über populäre Batteriefragen Schönen 2. Advent! Prof. Jürgen Janek (Justus-Liebig-Universität Gießen) beantwortet die 24 besten Fragen, die Sie uns in diesem Jahr zu E-Autos, Batterien oder Heimspeichern gestellt haben. Im zweiten Teil geht Prof. Jürgen Janek auf folgende Fragen ein: Haben wir auf Dauer genug Strom in unseren Netzen für die Elektromobilität? Gibt es erste Festkörperbatterien, die in E-Autos eingesetzt werden? E-Fuels: Werden synthetische Kraftstoffe eine Rolle in der Energiewende spielen? Kann das Batterierecycling das halten, was es verspricht? Nämlich den Weg in eine Batterie-Kreislaufwirtschaft zu ebnen? Welche Zellchemie schafft nach Natrium als nächste den Durchbruch? Wie funktionieren Lithium-Luft-Batterien?

Podcast über die Qilin-Batterie von CATL Unser Studiogast Dr. Veronika Wright ist Diplomingenieurin für technische Physik, Beraterin für Elektrifizierung und Batterieforscherin. In dieser Geladen-Folge erläutert sie eine "Auto-Motor-Sport-Schlagzeile" vom 24.06.2022. Dort heißt es: "Neuer Super-Akku soll 1.000 km Reichweite schaffen". Dr. Wright analysiert die Kernelemente der Qilin-Batterieinnovation: Durch eine komplett neu erschaffene Zellarchitektur und eine revolutionäre platzsparende Elektronik schafft es der Hersteller, deutlich mehr Energie pro Volumen zu speichern als bisher. Das neue "Cell-to-Pack"-Design von ca. 255 Wh/kg auf Pack-Ebene wurde primär durch noch weniger Verpackungsmaterial und die Unterbringung von mehr Aktivmaterial erreicht. Daneben hat sich CATL an einem neuen Thermalmanagement versucht: Dabei werden die Zellen aktiv gekühlt, sodass ein deutlich schnelleres Laden der Packs ermöglicht wird. Hierbei kommen Kühlelemente neben jeder Zelle im Pack zum Einsatz. Dr. Wright erläutert neben der "Qilin"-Batterie auch ein durch CATL vorangetriebenes "modulares Battery Swapping". Dabei wird es bei Elektroautos möglich sein, Teile eines herkömmlichen Batterie-Packs (nur) modular mitzuführen und dieses ebenfalls minutenschnell gegen passgenaue Packs zu tauschen - je nach täglichem Bedarf und Streckenplanung. Vorteile dieser Vorgehensweise: Das E-Auto muss auf der Kurzstrecke nicht so viel Gewicht mit sich tragen. Außerdem wären E-Auto-Besitzer nicht mehr gezwungen, die teure Batterie selbst zu kaufen. Beim Battery-Swapping abonniert der Kunde lediglich den Zugang zu einem passgenauen Modul und deren schnelle Installation. Mit dem "Battery Swapping" können CATL-Kunden einerseits Geld sparen und sich andererseits deutlich nachhaltiger bewegen. Allerdings ist das E-Auto auch nicht so flexibel einsetzbar durch die eingeschränkten Reichweiten. Link zu Auto-Motor-Sport: https://www.auto-motor-und-sport.de/tech-zukunft/alternative-antriebe/catl-ctp-3-0-qilin-lithium-ionen-batterie-super-akku-1000-km-reichweite/ Dieser Podcast wurde auch auf YouTube veröffentlicht: https://youtu.be/QlHuJtqrMy0

Podcast über populäre Batteriefragen Auftakt zu unserem Adventsspecial! Prof. Jürgen Janek (Justus-Liebig-Universität Gießen) beantwortet die 24 besten Fragen, die Sie uns in diesem Jahr zu E-Autos, Batterien oder Heimspeichern gestellt haben. Die vier Teile laufen jeweils an den Adventssonntagen. Prof. Jürgen Janek geht hier auf folgende Fragen ein: Aufzählungs-TextGibt es genug Lithium für all die zukünftigen E-Autos auf der Welt? Aufzählungs-TextSind 1.000 km Reichweite für ein E-Auto ohne Laden realisierbar? Aufzählungs-TextWird sich das Konzept, Batterien von BEVs zu wechseln („Battery-Swapping“), wie es NIO verfolgt, durchsetzen? Aufzählungs-TextWelche Zellchemien werden wir in den nächsten fünf Jahren in E-Autos sehen? Aufzählungs-TextIn welchem Ladestand sollten man eine E-Auto-Batterie idealerweise bei mehreren Tagen/Wochen Standzeit halten? Aufzählungs-TextLiegt die Zukunft der BEVs vielleicht bei Hybrid-Akkus aus Li- und Na-Ion-Systemen?

Lithium-Lieferengpass gelöst? Es klingt zu schön, um wahr zu sein: Deutschland könnte seinen kompletten Bedarf an Lithium für die Batterieproduktion bald selbst decken! Denn im Oberrheingraben schlummern riesige Mengen des Leichtmetalls in etwa zwei bis 4 Kilometern Tiefe. Dort zieht sich eine Gesteins-Ebene über 300 Kilometer Länge und ca. 40 Kilometer Breite, die heiße Thermalquellen und lithiumhaltiges Wasser aufweisen. Diese Thermalquellen will unser Podcastgast jetzt anzapfen. Aber von vorn: Neben den gängigen Batteriemetallen wie Kobalt, Nickel, Kupfer (und einigen anderen) wird auch Lithium bisher nicht in Deutschland gefördert. Das meiste Lithium kommt derzeit aus Südamerika, Australien und China. Warum? Weil es bisher preisgünstiger, in größeren Mengen und einfach schneller auf dem Weltmarkt verfügbar war. Das hat sich bereits bzw. wird sich bald ändern: Mit eigenen Geothermieanlagen versucht die "Vulcan Energy Ressources Ltd." Lithium zukünftig aus dem Oberrheingraben zu fördern. Und das auch noch mit CO2-negativem Ergebnis - also umweltschonenden Förderanlagen. Das deutliche nachhaltigere Lithium aus dem Oberrheingraben soll insgesamt für bis zu 400 Millionen E-Fahrzeuge (also fast ganz Europa) reichen. Für den Anfang rechnet unser Podcastgast Dr. Horst Kreuter noch mit bescheideneren Zahlen: "Wir möchten ab 2025 40.000 Tonnen Lithiumhydroxid pro Jahr fördern. Das genügt für die Herstellung von Batterien für circa 1 Mio. E-Autos pro Jahr", so Dr. Kreuter. Die Zeit spielt ebenfalls für Dr. Kreuter und sein Team. Der Preis für eine Tonne Lithium stieg in den letzten zwei Jahren von etwa 10.000 auf rund 60.000 Euro an. Je höher der Preis am Weltmarkt, desto profitabler das Geschäft mit dem nachhaltigen Lithium aus dem Oberrheingraben. Kreuter und Vulcan kalkulieren bis zum eigenen Produktionsstart mit etwa 10.000 bis 20.000 Euro pro Tonne. Das damit sogar preiswertere hat dann drei Vorteile gegenüber dem Lithium aus Südamerika oder Australien: Es ist günstiger, nachhaltiger und umgeht weltweite Lieferketten. Weiterführender Link zu Vulcan Energie Ressourcen: https://v-er.eu/de/