Geladen - der Batteriepodcast zur Energiewende

Mehr Platz für Batterien durch kleinere Motoren Liebe Geladen-Podcast-Fans, vielen Dank für 129 Emails (!) und 1.000+ YouTube-Kommentare nach dem Podcast über #Radnabenmotoren mit Herrn Prof. Doppelbauer (KIT). Für uns Grund genug, dieses Thema noch einmal aufzugreifen: Werden Radnabenmotoren bald in Elektroautos zu sehen sein? Unser Studiogast Alexander Rosen (Mitgründer von DeepDrive) entwickelt Radnabenmotoren. Die Vorteile für diese speziellen E-Maschinen liegen eigentlich auf der Hand: Durch den Wegfall eines Großteils der herkömmlichen Getriebekomponenten wird ein Mehr an Platz im E-Fahrzeug (~20%) erreicht. Dieser Platz könnte mit Batterien aufgefüllt werden. Vielleicht sogar mit günstigen, nachhaltigen Batterietypen, z.B. Natrium- oder LFP-Batterien… Alexander Rosen rechnet vor: Die von DeepDrive entwickelten Doppelrotor-Radialfluss-Motoren sind kleiner, leichter (30-35kg) und vor allem effizienter als herkömmliche Elektromotoren heutiger Elektroautos. Darüber hinaus ermöglichen Radnabenmotoren ganz neue Fahrfunktionen wie das "Seitwärts-Einparken" oder "Auf-der-Stelle-Drehen". Auch die Herausforderungen der "In-Wheel"-Antriebe werden im Podcast angesprochen: (1) Führen die ungefederten Massen zu einer geringeren Lebensdauer oder häufiger Reparatur/Wartung der E-Maschinen?, (2) Wie wird die Wasserkühlung der Antriebe bewerkstelligt?, (3) Wie funktioniert das wartungsfreie Bremssystem (Trommel-Bremse) in der Hinterachse?, (4) Sind die Abdichtungen gegen Staub oder Feuchtigkeit in Fahrwerksnähe ein Problem? DeepDrive kooperiert mit Continental, um seine Motoren an Autobauer zu vertreiben. Podcast-Episode über Radnabenmotoren mit Herrn Prof. Doppelbauer: https://geladen.podigee.io/109-elektromotor Link zu DeepDrive: https://www.deepdrive.tech 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).

Vergleich der Elektroauto-Zellchemien LFP-Batterien haben den Elektroauto-Markt aus China kommend schon ordentlich durcheinandergewirbelt. LMFP-Batterien, also Lithium-Mangan-Eisenphosphat-Batterien, sind dabei, einen ähnlichen Hype zu entfachen. Viele chinesische Zellhersteller kündigen die Massenproduktion für 2024 an. In diesem Video zeigen wir, wie sie die Vorherrschaft von LFP- und NMC-Batterien im Elektroauto-Bereich brechen könnten. Was aber zeichnet LMFP-Batterien aus und positioniert sie als Anwärter auf die Marktdominanz? Im Gegensatz zu herkömmlichen Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien (LFP), bei denen der Preis und die Sicherheit im Vordergrund stehen, was aber auf Kosten der Energiedichte geht, und Nickel-Mangan-Kobalt-Batterien (NMC), die für ihre hohe Energiedichte, aber kürzere Lebensdauer bekannt sind, schaffen LMFP-Batterien ein harmonisches Gleichgewicht zwischen Preis, Sicherheit, Energiedichte und Langlebigkeit. 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).

Markt für stationäre Heim-, Gewerbe- und Großspeicher Seit der Energiekrise 2022/23 hatten Heimspeicher Hochkonjunktur in Deutschland. PV-Besitzer wollten sich oftmals gegen hohe Strompreise mit einem häuslichen Batteriespeicher absichern. Die angefragte Zahl der Speichersysteme war zeitweise so hoch, dass weder Hersteller, noch Händler und Installateure diese Nachfrage bedienen konnten. Spätestens jetzt - im Jahre 2024 - ist das Auftragsvolumen abgearbeitet und Neuverkäufe gehen spürbar zurück. Grund dafür: Die fallenden Strompreise auf Vorkriegsniveau. Doch noch immer sprechen einige gute Gründe dafür, dass sich Hausbesitzer neue Heimspeicher anschaffen. Die hohen Netzentgelte sowie der Wegfall der Mehrwertsteuer für Eigenstrom begünstigt nach wie vor den heimischen Speicher. Außerdem warten zukünftig hochattraktive Geschäftsmodelle auf die Heimspeicherbesitzer: Integrierte Konzepte rund um (1) dynamische Stromtarife, (2) Wallbox/Elektroautos und (3) andere Verbraucher. Wir haben heute den Batterie-Experten Jan Figgener (Accure Battery Intelligence) zu Gast im Podcast. Figgener ist Gastwissenschaftler am Lehrstuhl für Elektrochemische Energiewandlung und Speichersystemtechnik der RWTH Aachen, an der er die letzten drei Jahre die Abteilung Netzintegration von Batterien und Speichersystemanalyse geleitet hat. Zusammen mit der RWTH Aachen betreibt er die Plattform "Battery Charts" (https://battery-charts.de/), die über den deutschen Batteriemarkt berichtet und von großen Teilen der Branche genutzt wird. Die die prominenteste Verwendung der Webseite ist wohl die Übernahme von Grafiken in die Speicherstrategie der Bundesregierung, zu der er Hintergrundgespräche mit dem Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geführt hat. Neben den Heimspeichern nimmt Jan Figgener auch Batteriegroßspeicher und Gewerbespeicher unter die Lupe. Abhängig davon, ob es sich um "Behind-the-Meter"-Konzepte oder netzstützende Speicher handelt, sind Batterie-Business-Cases mit größeren Batterien auch heute schon durchaus profitabel. 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).

Festkörperbatterie von Talent New Energy Eine bahnbrechende Zell-Innovation aus China kündigt extrem hohe Energiedichten von 720 Wh/kg an. Das Startup TalentNewEnergy wäre damit imstande, Elektroautos mit über 2.000 km Reichweite zu ermöglichen. Doch sein wir ehrlich! Es ist nicht die erste Bekanntgabe dieser Art: Etliche Batteriehersteller haben in den letzten Jahren behauptet, "AllSolidState"-Batterien zu entwickeln oder diese sogar in Kürze verkaufen zu wollen. In die Serienproduktion hat es bisher keine dieser Zellen geschafft: Laufende Ankündigungen: (a) Sulfide: CATL, LGES, Panasonic, Samsung, SolidPower (BMW), SVOLT, Toyota. (b) Oxide: ProLogium (Mercedes), QuantumScape (Volkswagen), TalentNewEnergy. (c) Polymer: WeLion New Energy, Sakuu Batteries, LG ES, BlueSolutions. (Bolloré), Hydro Quebeck, SES. (d) Sonstige: BYD, EVE, Farasis, GAC Group, Gotion, Honda, Nissan, StoreDot, Schaeffler. Das chinesische Startup "Talent New Energy" produzierte bisher nur Zellen mit halbfestem Elektrolyt. Der nun vorgestellte Prototyp einer Lithium-Metall-Zelle soll eine Ladekapazität von 120Ah und eine gravimetrische Energiedichte von 720Wh/kg. Diese Zelle punktet angeblich mit folgenden Innovationen: (1) ultradünne, dichte Verbundoxid-Elektrolyte, hochkapazitive Kathoden- (anteilig Mangan) und Anodenmaterialien (Lithiummetall), (3) integriertes Gießverfahren für „effizientes Ionen- und Elektronentransportnetz“ und (4) "flexible Schichtmaterialien“. Bisherige Rekorde von bereits bestätigten Festkörperzellen spielen allerdings in einer ganz anderen Liga. Lithium-Metall-Batterien: 406 Wh/kg. Lithium-Metall-Festkörperbatterien: 393 Wh/kg. Anodenfreie Festkörperbatterien: 408 Wh/kg. Wir fragen unseren Studiogast Prof. Maximilian Fichtner deshalb, warum diese Zellinnovation gerade in Fachkreisen ein so hohes Echo hervorrief. 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). Quellen: https://electrek.co/2024/04/03/new-solid-state-battery-cell-claims-industry-records-1300-mile-range/ https://www.auto-motor-und-sport.de/tech-zukunft/talent-new-energy-batterie-zelle/

Überraschende Batterie in Zügen Noch knapp 3.000 Dieselloks sind auf deutschen Schienen im Einsatz. Die Bahn ist also nicht so klimafreundlich, wie sie suggeriert. Eine Elektrifizierung wäre die Lösung. Doch Oberleitungen zu bauen, ist ein langwieriger Prozess und kostet sehr viel Geld. Eine Alternative zum Dieselantrieb auf oberleitungsfreien Strecken ist der Batteriezug. Er kommt frisch aus dem Testbetrieb auf die Schiene. Jochen Steinbauer, der mit Siemens Mobility GmbH solche Züge baut und Tobias Beckers, der als Geschäftsführer der Hessischen Landesbahn solche Batteriezüge zukünftig einsetzt, berichten, wo diese Züge eingesetzt werden können und ob sie Dieselloks vollkommen verdrängen können. Der Batteriehybridzug Mireo Plus B von Siemens Mobility hat gerade im Schwarzwald seinen Fahrgastbetrieb aufgenommen. Das Besondere: Die Batterie nutzt eine ungewöhnliche Zellchemie, die eine hohe Lebensdauer und Sicherheit bietet, allerdings auf Kosten der Energiedichte. 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).

Verpasst Deutschland den nächsten großen Batterietrend? Natrium-Ionen-Batterien hatten 2023 ihren Durchbruch. Seitdem gibt es ständig neue Erfolgsmeldungen, wie, dass die Technologie nun auch in kleinen Elektrofahrzeugen eingesetzt wird. China dominiert bisher den Markt bei der Produktion von Lithium-Ionen-Batterien. Dieser Vorsprung ist für Europa nur schwer aufzuholen. Natrium-Ionen-Batterien könnten eine Chance für deutsche und europäische Batteriehersteller und OEMs sein, bei dieser noch relativ jungen Technologie Boden gutzumachen. Vor allem vor dem Hintergrund, dass Natrium-Ionen-Batterien kostengünstiger als Lithium-Ionen-Batterien sind und die Rohstoffsituation einfacher. Hier könnten Marktanteile gegenüber chinesischen Firmen gesichert und die Abhängigkeit von China bei Batterien und deren Rohstoffen verringert werden. Doch es gibt Anzeichen, dass auch bei Natrium-Ionen europäische Unternehmen gegenüber den chinesischen Konkurrenten das Nachsehen haben. Ist das wirklich so? Und sollte man im Moment überhaupt All-in gehen bei Natrium-Ionen? Das diskutieren wir mit Dr. Florian Degen von Fraunhofer und Sebastian Büchele vom Karlsruher Institut für Technologie und Gründer der Litona GmbH. Litona verkauft Kathoden für Natrium-Ionen-Batterien. Kunden sind universitäre und außeruniversitäre Forschungsgruppen weltweit sowie die Industrie. Litona: https://www.litona-batteries.de/ Als Bindeglied zwischen Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft ist es das Ziel der Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle FFB, eine Forschungsinfrastruktur zur ökologischen und ökonomischen Batteriezellproduktion zu errichten. Dadurch soll der Innovations- und Kommerzialisierungsprozess von Produktionstechnologien für bestehende und zukünftige Zellformate beschleunigt werden. Bericht der Fraunhofer FFB zu Natrium-Ionen-Batterien: https://www.ffb.fraunhofer.de/de/news/Pressemitteilungen/Umfeldbericht-Natrium-Ionen-Batterien.html 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).

Klaus Müller, Präsident der Bundesnetzagentur, erklärt die Kraftwerksstrategie der Bundesregierung mit wasserstofffähigen Gaskraftwerken, diskutiert den Netzausbau und die Neuregelung der Netzentgelte. Er betont die Bedeutung von Erneuerbaren Energien und Kosteneffizienz, sowie die Umrüstung auf Wasserstoff. Auch die Zukunft der Redispatch-Maßnahmen und die einheitliche Strompreiszone in Deutschland werden erörtert.

Standortvorteile durch Windkraftanlagen Vergleicht man die Zahl von Windkraftanlagen in Schleswig-Holstein (~3.600 Anlagen mit 10 GW) mit denen von Bayern (~1.200 Anlagen mit 3 GW) wird deutlich: Das südlichste Bundesland stellt sich bei der Windkraft quer! Aber ist diese Diagnose wirklich so einfach? Gibt es vielleicht gute Gründe, warum sich die Bayern lieber auf den Bau von PV-Anlagen konzentriert? Unser Studioexperte hat dazu eine klare Meinung. Windkraft ist auch Standortpolitik. Diese Episode kreist thematisch um einen Bürgerentscheid im oberbayrischen Dorf Mehring. 40 Windkraftanlagen für das Chemiewerk Wacker (Burghausen) wurden dort abgelehnt, obwohl dies der lokalen Wirtschaft und damit vielen ortsansässigen Arbeitsplätzen zugute gekommen wäre. Geplant waren: 40 Windkraftanlagen mit Gesamtleistung von 288 MW Windstrom für 150.000 Haushalte und Chemiewerk Wacker (Burghausen) Baufläche: 1/4 des Altöttinger Forsts mit 2.800 Hektar Planungsfläche Geladen heute im Podcast: Prof. Dr. Michael Sterner von der Ostbayerischen Technische Hochschule Regensburg. Unser Gast erklärt die sehr eigene Geschichte der Windkraft in Bayern, angefangen in den 1980er Jahren. Sterner macht deutlich, dass die Zeit des russischen Erdgases, des Öls und der Kernkraft nun zu Ende geht. Viele heute noch relevanten energiepolitischen Irrwege Bayerns gehen auf Ministerpräsident Horst Seehofer (2008-2018) zurück: Unter Seehofers Regierung entstand die sog. "10H-Regelung", Stromtrassen wurden vernachlässigt sowie viele Windparks verhindert. Prof. Sterner räumt mit generellen Mythen zur Windkraft auf: (1) Die Präsenz von Windkraft ist ein Standortvorteil und stellt Arbeitsplätze sicher. Weniger Windräder, desto teurer der Strom. (2) Im Vergleich zu anderen Todesursachen, spielen Windräder für Zug- und Greifvögel keine besonders große Rolle. (3) Schädliche Auswirkungen des sog. "Infraschalls" von Windkraftanlagen auf den menschlichen Organismus wurden nie bewiesen. (4) Der Betrieb eines Windrads lohnt sich dauerhaft für den Investor. (5) Durch mehr Windkraftanlagen werden teure, aufwändige und fossile Redispatch-Maßnahmen vermieden. (6) Windkraftprojekte können Bürger bei intensiven Bürgerdialogen motivieren, die Energiewende vor Ort umzusetzen. (7) Auch die Forstwirtschaft begrüßt Nebeneinnahmequellen durch die Windkraft. Korrektur bzgl. Mehringer Bürgerentscheid: 75% Wahlbeteiligung - 928 Stimmen (67%) für Ja, 454 Stimmen (32%) für Nein. Globaler Windstärkenvergleich von Windregionen: https://globalwindatlas.info/en (Danke an den User TT-M!) *Anmerkungen der Geladen-Redaktion: Natürlich sind auch chinesische Forschende äußerst aktiv in der Grundlagenforschung zu Natrium-Ionen-Batterien. Wir können diese Aussage nicht bestätigen. Quelle: https://hiu-batteries.de/publikationen/bibliometrische-studie/ Quelle: https://www.focus.de/earth/analyse/windkraft-im-chemie-dreieck-ein-kleines-dorf-torpediert-jetzt-soeders-groesstes-energie-projekt_id_259622762.html 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).

312 Wh/kg Energiedichte Natrium-Ionen-Batterien überraschen gerade alle. Ihr größter Nachteil gegenüber der Lithium-Ionen-Batterie: die niedrigere Energiedichte. Japanische Forscher verzeichnen nun einen echten Durchbruch bei der Energiedichte. Im Fokus steht dabei die Anode aus Hartkohlenstoff. Hier ist es den Forschern gelungen, mit einem bahnbrechenden Prozess dafür zu sorgen, dass mehr Natrium-Ionen an der Anode eingelagert werden können und somit die Energiedichte gesteigert wird. Dr. Dominic Bresser vom Karlsruher Institut für Technologie ordnet die Ergebnisse im Geladen-Podcast ein und erklärt, wie die Kollegen das geschafft haben und wie nah diese Innovation einer Kommerzialisierung ist. Die japanische Veröffentlichung zum Nachlesen: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202302647 Grundlagen der Natrium-Ionen-Batterie: https://geladen.podigee.io/76-natrium-ionen-batterien 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).

Plausibilitätsprüfung: Studie zur Ökobilanz von Fahrzeugantrieben Der Verein Deutscher Ingenieure (VDI) hat im Dezember 2023 die Neuauflage einer Studie herausgegeben, die jetzt erneut große Wellen geschlagen hat. In der Studie wird versucht, die Ökobilanz verschiedener Antriebssysteme zu ermitteln: E-Auto (BEV) vs. Plug-in-Hybride (PHEV) vs. Verbrenner (ICE). Viele Ergebnisse widersprechen nicht nur bisherigen Studienergebnissen, sondern auch vielen Gesprächspartnern in diesem Podcast. In diesem Podcast überprüfen deshalb Prof. Maximilian Fichtner (HIU) und Prof. Martin Wietschel (KIT) die Methodik sowie die Herangehensweise der Studie auf Plausibilität. Link zur Studie: https://www.vdi.de/ueber-uns/presse/publikationen/details/vdi-oekobilanz-studie-zu-verschiedenen-antriebssystemen Hier die Haupterkenntnisse der VDI-Studie: 1) Trotz des "Verbrenner-freundlichen Ansatzes" schneidet das E-Auto (24-25t CO2-Äquivalent) auf 200.000 Kilometern am klimafreundlichsten ab. Auf Platz 2 landet der Plug-in-Hybrid (25t), danach der Voll-Hybrid (32t), gefolgt vom Dieselauto (33t) und vom Benziner (37t). 2) Ein vollelektrisches Auto müsse 90.000 km fahren, bis seine Gesamtbilanz günstiger wird als die eines Autos mit Verbrennungsmotor. Bei Ökostrom seien es nur 65.000 km. 3) Der VDI berechnet bei einer steigenden Anzahl von Elektroautos pauschal einen steigenden Anteil von Kohlestrom in den Strommix ein. 4) Bei den Klimaauswirkungen der Fahrzeugakkus rechnet die VDI-Studie mit 105 Kilo CO2 pro Kilowattstunde, was in etwa dem negativsten angenommenen Wert in der Literatur entspricht. Andere Studien kommen jedoch auf Werte von bis zu 61 Kilo CO2 pro Kilowattstunde. (Zitat Elektroauto-News.net) VDI empfiehlt weiterhin E-Fuels für Straßenverkehr Wie die Mehrheit der Energiewissenschaftler kritisieren Fichtner und Wietschel insb. die VDI-Empfehlungen, zukünftig synthetische Kraftstoffe in Verbrennerfahrzeugen zu nutzen. Die teuren, schwer herstellbaren, aber umweltfreundlichen Kraftstoffe sollten denjenigen Branchen zugänglich gemacht werden, die keinerlei Alternativen hätten. Hier wird immer wieder die Luftfahrt, die Schifffahrt sowie die Landwirtschaft genannt. Link zur Folge aus dem Jahre 2021: https://geladen.podigee.io/13-eautos-doch-nicht-so-umweltfreundlich 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).