Geladen - der Batteriepodcast zur Energiewende

Energiewende unsozial? Die Energiewende wird Gewinner und Verlierer produzieren. Die Bauernproteste gegen Streichung der Agrardiesel-Subventionen halten an, Bürgerinitiativen verhindern Windparks und laufen Sturm gegen geplante Batteriefabriken. Viele Gruppen in der Gesellschaft fühlen sich bei der Energiewende bevormundet vom Staat, was ein enormes Konfliktpotenzial birgt. Würde mehr Bürgerbeteiligung die Akzeptanz für die Energiewende nicht erhöhen? Sollte nicht mehr Verantwortung für kommunale und lokale Energiewendeprojekte in die Hand der Bürgerinnen und Bürger wandern? Und wie können die echten Härtefälle, bei denen klar ist, dass sie von den Veränderungen nicht profitieren werden, wiederum vom Staat abgefedert werden? Dr. Katja Schumacher vom Öko-Institut und Prof. Uwe Pfenning von der Universität Stuttgart diskutieren, wie die Energiewende sozialverträglich und von unten funktionieren kann. 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).

Wer wird E-Auto-Weltmeister? China fährt bei der Elektromobilität allen davon - seit Monaten wird darüber geschrieben und gesprochen und wir gehen dieser These auf den Grund. Wir schauen mit unseren Gästen Dr. Jan Richter (Batemo) und Sascha-André Voglgsang (A2MAC1) hinter die Kulissen oder besser in die E-Autos und Batterien hinein. In welchen Bereichen sind denn chinesische Autobauer wirklich besser als Mercedes, BMW und VW? Was sind realistische Reichweiten von E-Autos gegenüber den Herstellerangaben? Wo liegen die tatsächlichen Energiedichten der Batteriezellen und Batteriepacks der Autos? Welche Zellchemie wird wo eingesetzt - setzen beispielsweise neben China auch mittlerweile deutsche OEMs auf LFP-Zellen? A2MAC1 hat bereits über 200 Elektroautos analysiert und betreibt im Bereich Elektromobilität Wettbewerbsanalyse oder sogenanntes Benchmarking. Dabei wird das Fahrzeug vom Antriebsstrang bis hin zur Ebene der Einzelteile untersucht und auch Erkenntnisse zu Lieferkette, Kosten und Nachhaltigkeit zusammengetragen. Am Ende können Optimierungspotenziale und neuen Markttrends identifiziert werden. Batemo analysiert Batterien - für beliebige Zellen erstellen sie einen digitalen Zwilling, also ein Modell am Computer. Einerseits arbeiten sie mit Zellherstellern zusammen, die ihre Zellentwicklung optimieren wollen und andererseits mit Abnehmern dieser Zellen, also beispielsweise Autobauern, die die Zellen für ihre E-Autos einkaufen und vorher unabhängig getestet und analysiert bekommen wollen. So ist eine große Datenbank entstanden, die alle wichtigen Kennzahlen vieler auf dem Markt befindlicher Batteriezellen auflistet: https://www.batemo.com/de/products/batemo-cell-explorer/ 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).

E-Autos: Von wegen "Ladenhüter"! Diese Podcast-Episode beginnt mit einem Tagesschau-Beitrag vom 30. Januar 2024: "Im Dezember 2023 wurden in Deutschland 55.000 E-Autos neu zugelassen. Das sind etwa 47 Prozent weniger als im Vorjahresmonat. Benziner dagegen verkauften sich deutlich besser, mit 31 Prozent aller Neuzulassungen." Kein Wort davon also, dass es sich hierbei um einen deutschen Sondereffekt (Wegfall der Prämie) handelt. Mit dieser (sehr undifferenzierten) Bestandsanalyse ist die Tagesschau nicht alleine: Seit vielen Wochen berichten deutsche Leitmedien über das Absatzminus von Elektroautos. Dabei verschleiern viele Artikel aber, dass sich (abseits von Europa) auch deutsche E-Autos weltweit zum Kassenschlager mausern! Im letzten Jahr 2023 konnten deutsche Autobauer sogar im E-Auto-Land China ein deutliches Plus verzeichnen: Mit 49 Prozent mehr E-Auto-Verkäufen (2023) wuchsen die deutschen Autobauer damit doppelt so schnell wie der Gesamtmarkt. Und dieser Trend scheint sich zu beschleunigen: Im vierten Quartal schlug das Plus sogar mit 63 Prozent (also fast 3x so schnell wie der chinesische Markt) zu Buche. Im Geladen-Podcast ist heute ein Autor eines Branchenreports zu Gast, der nun große Wellen geschlagen hat. Dr. Philipp Rose von der Unternehmensberatung "Strategy&" geht im Gespräch auf all die vermeintlichen "Showstopper" der deutschen E-Auto-Produktion ein: Warum sind die Elektroautos eigentlich noch nicht profitabel für Daimler, Volkswagen oder BMW? Was müssen die deutschen "Azubi-Autobauer" gerade noch von "Meister China" lernen? Da die Tagesschau den Absatz chinesischer Elektroautos so stark hervorhebt, fragen wir unseren Podcastgast gezielt nach den (vermeintlichen) Erfolgsfaktoren dieser Autobauer. Logisch, dass unser Gast dabei auf asiatische Batterie-Innovationen eingeht. Kleiner Spoiler: So düster sieht's gar nicht aus für die deutsche Automobilwirtschaft! Tagesschau vom 30.01.2024: "Düstere Prognose für 2024" https://www.tagesschau.de/wirtschaft/energie/elektromobilitaet-vda-100.html Spiegelartikel: "Großes Plus - Deutsche Elektroautohersteller holen in China langsam auf!" https://www.spiegel.de/wirtschaft/unternehmen/e-auto-absatz-deutsche-hersteller-holen-in-china-etwas-auf-a-faa24683-6871-4963-b3ec-0eac1f4d2d59 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).

Werkstätten bereit - Elektroautos fehlen! Elektroautos müssen nicht so häufig in die Werkstatt, da Elektromotoren deutlich weniger Verschleißteile haben und die Autos an sich weniger wartungsintensiv sind. Oder im Falle von Tesla überhaupt nicht in die Werkstatt müssen, da alles über die sogenannten Over-the-Air-Updates erledigt wird. Unser Gast im Geladen Podcast, Detlef Peter Grün, Vizepräsident des Zentralverbandes des Kraftfahrzeughandwerks, widerspricht. Auch E-Autos müssten in die Werkstatt, wenn auch die Art der Wartung eine andere sei. Recht gibt ihm der neuste TÜV Süd Report, in dem Teslas Model 3 überdurchschnittlich oft beim TÜV durchfällt, was auch daran liegen soll, dass Tesla auf feste Service-Intervalle verzichtet. Elektroautos bedeuten für die Werkstätten Umbaumaßnahmen ihrer Räumlichkeiten und Hochvolt-Schulungen für ihr Personal. Grundsätzlich sieht Grün die Werkstätten in Deutschland für die Elektromobilität aber gerüstet. Was fehlt sind häufig die Elektroautos. Dadurch, dass der Hochlauf der E-Mobilität langsamer, als ursprünglich prognostiziert vonstatten geht, sitzen die Werkstätten auf dem Trockenen. 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).

Elektroantrieb (un)möglich? Elektrische Baumaschinen sind bereits Realität. Zwar sind sie den verbrennungsmotorischen Lösungen zahlenmäßig weit unterlegen, aber es gibt leistungsstarke vollelektrische Stapler, Bagger und mehr. Damit diese emissionsfreien Elektromaschinen wettbewerbsfähig sind, müssen sie nach den gleichen Standards arbeiten wie herkömmliche Varianten mit Verbrennungsmotor. Maschinenstillstände kosten Geld, und unerwartete Ausfälle können sich unmittelbar auf die Einhaltung des Zeitplans auswirken. Eine zentrale Herausforderung stellt dabei die notwendige Batterieladung dar. Thomas Adermann und Christian Pelger von der DEUTZ AG geben einen Überblick, wie die Baustelle der Zukunft aussehen kann und wie die Ladeproblematik bewältigt werden kann. Das Aufladen über Nacht ist zwar eine Option, reicht aber bei leistungsintensiven Maschinen wie schweren Baggern oft nicht aus. Um lange Verzögerungen bei der Arbeit zu vermeiden, ist das Schnellladen der Schlüssel. Allerdings ist es nicht immer einfach, Schnellladestationen auf Baustellen einzurichten. Wenn sie überhaupt vorhanden sind, können die Netzanschlüsse möglicherweise nicht die erforderliche Energiemenge liefern. Die Lösung besteht darin, die benötigte Energie dorthin zu bringen, wo sie gebraucht wird, wenn sie gebraucht wird. 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 Kalrsruher Institut für Technologie (KIT).

Eisen-Redox-Flow-Batterien als Stationärspeicher Es ist ein bisschen ruhiger geworden um "#Redox-Flow-#Batterien", so will man in Deutschland meinen. Gründe dafür gibt es genug: Die europäischen Stromnetze zählen weiterhin zu den stabilsten der Welt und werden länderübergreifend immer integrierter gedacht. Auch wenn wir Europäer davon nichts spüren, so sind Redox-Flow-Batterien auf anderen Kontinenten doch gefragter als jemals zuvor. Unsere Podcastgäste Dr. László Eifert (#Accenture) und Michael Peither (#Voltstorage) berichten über die Entwicklung von Energiespeichern in der #Oberlausitz: Dort möchte der Energieversorger #LEAG eine große "Eisen-Redox-Flow-#Batterie" mit der US-Firma #ESS installieren, um in Zeiten von viel Wind und Sonne so viel Strom wie möglich zwischenzuspeichern. Geplant seien unter anderem neue Wind- und Photovoltaik-Anlagen sowie die Erzeugung von grünem Wasserstoff. Die geplante Leistung entspricht der aus mehreren Atom- oder Kohlekraftwerken. "Das erste Batteriemodul soll etwa 50 Megawatt/500 Megawattstunden haben", erklärt Alan Greenshields, Europa-Direktor des Batterieherstellers ESS. Voll geladen könnte dieser Speicher damit etwa 200.000 Einfamilienhäuser für zehn Stunden mit Energie versorgen. Hierbei kommt es allerdings auf den spezifischen #Energiemarkt an ("Für wie lange der #Strom gespeichert werden soll"). Unsere beiden Podcastgäste erklären den Aufbau, die Funktion und vor allem die Zukunft von Eisen-Flüssigbatterien. Unsere letzte Podcast-Episode über Redox-Flow-Batterien in 2022 mit Prof. Roth und Prof. Zeis: https://geladen.podigee.io/30-redox-flow-batterien Schlagzeile (15.06.2023): "Energiepark mit "größtem #Batteriespeicher Deutschlands" geplant": https://www.br.de/nachrichten/wissen/energiepark-mit-groesstem-batteriespeicher-deutschlands-geplant,ThF45xU Haben Sie Themenvorschläge zu den Themen #Energiewende, #Elektromobilität, #Elektroauto oder Batterie? Dann schreiben Sie uns eine Email an daniel.messling@kit.edu oder patrick.rosen@kit.edu. Vielen Dank!

Podcast über Flüssig-Wasserstoff-Lkw Jede Woche gibt es derzeit dutzende Erfolgsmeldungen über batterieelektrische sowie wasserstoffbetriebene Trucks, die meist pompös an erste Testkunden ausgeliefert werden. Im Netz werden diese News meist von ausartenden Diskussionen und Kommentaren über fundamentale Elektrochemie (Energiedichten, Wirkungsgrade und Betriebskosten) begleitet. Die Batterie-Fans sehen die Effizienz, geringere Kosten sowie die Langlebigkeit der Batterietechnik im Vorteil. Wasserstoff-Fans hingegen berufen sich auf schnellere Tankzeiten und hohe Reichweiten erster H2-Prototypen. Unterm Strich fahren die großen deutschen Truck-Hersteller derzeit (noch?) immer eine Doppelstrategie: Alle entwickeln sowohl Batterie- als auch Wasserstoff-Antriebe für ihre Lkw. Bei der Frage, ob flüssiger oder gasförmiger Wasserstoff gehen die Meinungen erneut auseinander. In der heutigen Podcast-Episode schauen wir auf Daimler Truck AG: Das Unternehmen entwickelt mit dem GenH2-Lkw einen ersten Flüssiggas-Truck, der besonders Kunden mit flexibler Routenplanung überzeugen soll. Unser heutiger Gast ist Volker Hasenberg, „Manager International Hydrogen Strategy“ für Daimler Truck. Laut Hasenberg schafft der GenH2-Truck über 1.000 km Reichweite mit nur einer Tankfüllung. Dabei sind die beiden Flüssiggas-Tanks an der Stelle befestigt, wo sich heute traditionell die Dieseltanks befinden. Daimler Truck hat die Tankarchitektur nun weiterentwickelt, deren Fokus insb. auf Sicherheit, Wärmeresistenz und Vakuumisolation liegt. Eine große Herausforderung für die H2-Trucks stellt allerdings noch das nicht vorhandene Tankstellennetz von Flüssig-Wasserstoff sowie der Preis und die Verfügbarkeit von grünem Wasserstoff dar. Langfristig müssten die „Total-Costs-of-Ownership“ (TCO) für den Kunden in der Anschaffung und im Betrieb lohnen. Dies, so schätzt Hasenberg, sei erst Ende der 2020er Jahre realistisch. Podcast-Episode mit Prof. Markus Hölzle über Brennstoffzellen: https://geladen.podigee.io/12-wasserstoff Haben Sie Themenvorschläge zu den Themen Energiewende, Elektromobilität, Elektroauto oder Batterie? Dann schreiben Sie uns eine Email an daniel.messling@kit.edu oder patrick.rosen@kit.edu. Vielen Dank!

Podcast über Elektromotoren-Typen In den heutigen Elektroautos stecken zum Teil sehr unterschiedliche Motorentypen drin. Fernab der Leistungsangabe (in kW) interessiert sich kaum ein E-Auto-Käufer für den Motor, dessen Architektur oder gar Funktionsweise. Und das hat einen guten Grund: Als Elektroauto-Fahrer sind die Unterschiede oft nur schwer auszumachen. Ob eine Synchron- (PMSM/FESM/Reluktanz) oder Asynchronmaschine (ASM) eingebaut ist, können oft nur echte Experten erkennen. Die heutige Podcastfolge mit Prof. Martin Doppelbauer (KIT) beschäftigt sich erneut mit Arten von Elektromotoren. Die erste Episode mit Prof. Doppelbauer finden Sie hier: https://geladen.podigee.io/85-plugin-hybrid-autos Hörerfragen für den heutigen Podcast: "Was ist der Unterschied zwischen Asynchronmotoren oder Synchronmotoren?" 2)"Welcher dieser Motorentypen hat mehr Vorteile im Elektroauto?" 3)"Ist der Elektromotor komplett auserforscht?" 4)"ZF entwickelt mit dem I2SM einen fremderregten Synchronmotor ohne Magnete und seltene Erden. Wie hoch steht die Chance, dass deutsche Firmen die Elektromotoren in die Welt raus-exportieren?" 5)"Wird die 800V-Technik im Gegensatz zur 400V-Architektur mit Blick auf Elektromotoren was ändern?" 6)"Handelsblatt: Mercedes will Zulieferer ausstechen. (12.09.23)" 7)"Haben wir tatsächlich genug Kupfer, um all die E-Autos zu bauen?" 8)"Der Aptera E hat zwei Radnabenmotoren: Ist es unvorstellbar, das die Radnabenmotoren kommen?" 9)"Continental und das Start-up DeepDrive entwickeln einen sparsamen Radnabenantrieb mit integrierter Bremse. (2023)" 10)"Wird man Radnabenmotoren vielleicht in Elektrotraktoren finden? Wieso eigentlich nicht in LKW?" 11)"Reluktanzmotor: Tesla hat einen R.-Motor mit einem permanenterregtem kombiniert und damit sogar die Vorteile von asynchronen und permanenterregten Motoren vereint." 12)"Wären Axialflussmotoren ohne Permanentmagnete vorstellbar?" "Das MIT und Collin Aerospace entwickeln gerade sehr leistungsstarke E-Motoren. Wie skalierbar sind Elektromotoren?" Haben Sie Themenvorschläge zu den Themen Energiewende, Elektromobilität, Elektroauto oder Batterie? Dann schreiben Sie uns eine Email an daniel.messling@kit.edu oder patrick.rosen@kit.edu. Vielen Dank!

Elektrifizierung der Landwirtschaft Vielen Dank an Geladen-Hörer Dr. Moritz Köhler (ITCP), der die thematischen Leitfragen dieser Episode lieferte: https://www.youtube.com/post/Ugkxg7opGPq49oJbAB0BSHxXa1AajElhEl2G/ Während zahlreiche Verkehrs- und Mobilitätssektoren immer mehr elektrifiziert werden, stößt die Batterietechnik mancherorts auch an klare Grenzen! Zum Beispiel in der Schifffahrt, in der Luft- und Raumfahrt sowie bei Baumaschinen. Diese Podcast-Episode soll Aufschluss darüber geben, inwieweit die Landwirtschaft zu eben diesen "Problemsektoren" gehört, in denen die Batterietechnik (auch perspektivisch) nie eine Lösung bieten wird. Roger Stirnimann (BFH) und Dr. Joachim Sobotzik (John Deere) diskutieren, inwieweit große landwirtschaftliche Maschinen überhaupt elektrifiziert werden können. Die technische Machbarkeit scheint dabei oftmals konträr zur eingeschätzten Wirtschaftlichkeit und vor allem jahrzehntelang entwickelten Abläufen auf Bauernhöfen (Fütterung, Aussaat, Ernte, Pflügen, etc.). Das Beispiel "E-Mähdrescher" zeigt eindrücklich: Ein BEV-Mähdrescher hätten ca. 18 Kubikmeter Batterien an Bord, bei gleichbleibender Energiemenge (aus derzeit Agrardiesel). Also: Perspektivisch nicht sehr realistisch! Beide Podcastgäste sehen daher flüssige, alternative Kraftstoffe (u.a. E-Fuels) als eine naheliegende Lösung, die allerdings noch in ferner Zukunft liegt. Da alternative synthetische Kraftstoffe, HVO und Biokraftstoffe aber teurer sind als der derzeitige Agrardiesel, befindet sich die Landwirtschaft in einem echten Dilemma: CO2-neutrale Kraftstoffe sind noch nicht verfügbar und bei Marktreife höchstwahrscheinlich sehr teuer. Wenn der Agrardiesel in naher Zukunft mehr und mehr besteuert wird, dann werden zwangsläufig auch die Lebensmittelprodukte im Preis steigen. Haben Sie Themenvorschläge zu den Themen Energiewende, Elektromobilität, Elektroauto oder Batterie? Dann schreiben Sie uns eine Email an daniel.messling@kit.edu oder patrick.rosen@kit.edu. Vielen Dank!

Batterien im Fokus der Kreislaufwirtschaft Mit dem schnell wachsenden Absatz von Elektroautos, stationären Speichern sowie Batterien in zahlreichen anderen Anwendungen ist in absehbarer Zeit mit einer stark steigenden Nachfrage nach dem Recycling von Lithium-Ionen-Batterien zu rechnen. Während bisher der Großteil der Lithium-Ionen-Batterie-Recyclingkapazitäten in Ostasien, insbesondere in China, angesiedelt ist, werden derzeit auch in Europa Kapazitäten für das Recycling aufgebaut. Auffallend ist die besonders hohe Anzahl von Recyclingstandorten in Mitteleuropa. Dies ist oft auf die Nähe zu Batteriezellenherstellern oder Automobilherstellern zurückzuführen. Doch wann wird sich das Recycling lohnen? Welche Geschäftsmodelle gibt es? Dr. Julian Proless (BASF) gibt einen Überblick und erklärt was die BASF beim Recycling plant. Mit dem Batterie-Recycling könnten zwei Fliegen mit einer Klappe geschlagen werden. Einmal könnte man eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft etablieren und außerdem könnten europäische Zellhersteller und Autobauer durch die rezyklierten Batteriematerialien unabhängiger von außereuropäischen Materiallieferanten werden. Beim Recycling werden Altbatterien entladen, zerlegt und mechanisch zur sogenannten schwarzen Masse verarbeitet. Dazu gehören die aktiven Materialien Kathode und Anode, die den größten Teil der wertvollen Metalle enthalten. Danach gibt es im Wesentlichen zwei unterschiedliche Prozesse. Entweder wird die schwarze Masse mit dem (elektro-)chemischen hydrometallurgischen Verfahren oder einem pyrometallurgisch Ansatz veredelt, sodass wertvolle Materialien wie Kobalt, Nickel und Lithium zurückgewonnen werden können. Haben Sie Themenvorschläge zu den Themen Energiewende, Elektromobilität, Elektroauto oder Batterie? Dann schreiben Sie uns eine Email an daniel.messling@kit.edu oder patrick.rosen@kit.edu Vielen Dank!