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Elektromobilität:Mehr Batterie-Power für die Kleinen

Altmeier  - Schnellladestation für E-Autos

Peter Altmaier bei der Vorstellung einer neuen Tesla-Ladestation im Euref-Campus Berlin. Der Bundeswirtschaftsminister ist genau wie VW-Konzernchef Herbert Diess bekennender Tesla-Fan.

(Foto: Jens Kalaene/dpa)

Tesla greift VW mit einem Elektro-Kleinwagen frontal an. Entscheidend für den Erfolg des Model 2 könnte die weltgrößte Batteriefabrik in Berlin-Grünheide werden.

Von Joachim Becker

Giga oder gaga? Tesla-Boss Elon Musk würde lieber heute als morgen zum Mars fliegen. Kaum weniger ambitioniert sind seine Pläne für Berlin-Grünheide: Neben dem neuen Autowerk für bis zu 500 000 Stromer jährlich soll die größte Batteriefabrik der Welt entstehen. Die geplante Kapazität von 100 Gigawattstunden (GWh) reicht für mehr als eine Millionen Elektroautos. Grünheide wäre damit drei Mal so groß wie Teslas erste Gigafactory im US-Bundesstaat Nevada. Zahlreiche Verbesserungen sollen die Zellen aus Deutschland deutlich billiger machen als bisher, kündigte Musk auf einer europäischen Batterie-Konferenz in der vergangenen Woche an. Damit werden die Pläne für einen Einstiegsstromer unterhalb des Model 3 konkreter.

Kein Wunder, dass Peter Altmaier den Selfmade-Milliardär in den höchsten Tönen lobt: "Ohne Elon Musk wären wir heute nicht da, wo wir beim Thema Elektromobilität inzwischen stehen", sagte der Bundeswirtschaftsminister zum Auftakt der Expertentagung. Er glaube an das Potenzial des Elektroautos, so Altmaier: "Es wird das Autofahren künftig für Millionen Menschen günstiger machen." Wirklich? Erschwingliche individuelle Mobilität bleibt auch in Zeiten des Klimaschutzes ein beliebtes Wahlversprechen. Tatsächlich werden Klein- und Kompaktautos durch moderne Spritspar-Technik jedoch überproportional teurer. Und Stromer können bisher fast alles - außer günstig.

Die Batterien müssen deutlich preiswerter werden

Wie es nicht geht, zeigt der VW E-up: Der Elektro-Floh kostet 21 400 Euro, während der billigste Up-Benziner für rund 13 000 Euro zu haben ist. Trotzdem zahlt VW bei jedem E-up mehrere Tausend Euro drauf, denn der Stromer basiert auf einer alten Verbrenner-Architektur. Die Batterien müssen aufwendig in den zerklüfteten Unterboden eingepasst werden. Bei diesem Manufakturbetrieb bringt der rasante Preisverfall bei den Energiespeichern kaum Vorteile. 2014 haben Lithium-Ionen-Zellen für den Automobileinsatz noch etwa 250 Euro je Kilowattstunde gekostet. Mittlerweile hat sich der Preis mehr als halbiert, wobei Tesla durch die eigene Fabrik am günstigsten produzieren kann.

Diesen Vorteil will Elon Musk nutzen: Im September kündigte er ein Model 2 für etwa 20 000 Euro an. Erste flüchtige Skizzen erinnern an den rundlichen Ford KA. Im geplanten Berliner Designzentrum soll der Budget-Stromer seinen Babyspeck verlieren. Der Marktstart ist innerhalb der nächsten drei Jahre geplant. Normalerweise wäre Volkswagen in Europa kaum zu schlagen - doch den Wolfsburgern fehlt das wichtigste Bauteil: eine günstige Batterie. Jetzt legt VW laut dem Handelsblatt nach: Bis 2023 soll ein Kleinwagen mit etwa 200 Kilometer Reichweite in Zusammenarbeit mit dem chinesischen Partner JAC entstehen. Zunächst für China, ab 2025 sei eine Europa-Version geplant.

Für den VW ID 2 sind Lithium-Ionen-Akkus immer noch zu teuer. Seit 2017 hat sich der Preisverfall laut den Experten von Benchmark Minerals auf etwa sechs Prozent jährlich abgeschwächt. Deshalb setzt VW auf eine "neue" Zellchemie: "Eisenphosphat-Batterien werden schon heute bei zwei Millionen Autokilometern oder 16 Jahren gesehen - und danach noch bei 80 Prozent Kapazität für ein 2nd Life", postete VW-Konzernchef Herbert Diess vor einem Monat auf Linkedin: "Allerdings sind sie schwerer und die Fahrzeuge haben damit geringere Reichweiten - für viele Anwendungen dennoch optimal: VW plant für das "SMALL BEV" Lithium-Eisenphosphat Batterien - kobaltfrei."

In China bietet Tesla bereits eine Basisversion des Model 3 mit Lithium-Eisenphosphat-Zellen (LFP) an. Im Haushalt werden diese günstigen Akkus für Fotovoltaik-Anlagen genutzt. Nachteil von LFP-Batterien ist die geringere Energiedichte/Reichweite. Dafür sollen die neuen Akkus, die Tesla vom größten chinesischen Hersteller CATL bezieht, um bis zu 25 Prozent billiger sein als die Lithium-Ionen-Speicher aus Nevada. Auch deshalb, weil Eisenelektroden im Vergleich zu den üblichen Kobalt- und Nickelverbindungen nur halb so teuer sind.

Alle warten auf die Superzelle

Rohstoffe sind nicht der einzige Kostentreiber. Ein günstiger Stromer im Polo-Format muss überall abspecken - und zwar wortwörtlich. Elektroautos sind auch deshalb viel schwerer als Verbrenner, weil Lithium-Ionen-Zellen aufwendig gekühlt und in einen Sicherheitskäfig gesperrt werden müssen. Selbst ein massives Schutzschild konnte nicht verhindern, dass ein Stahlteil durch den Unterboden eines Tesla drang und den Akku in Brand setzte. BYD ist ebenso berüchtigt für brennende Stromer. Bei der neuen Han-Limousine verwendet Chinas größter Hersteller von E-Autos die LFP-Zellchemie und verweist ausdrücklich auf deren Sicherheit.

Elon Musk jongliert gerne mit Superlativen und will den Preis der Energiespeicher nochmals halbieren. Doch die Wunderzelle gibt es bislang nicht; Tesla punktet vor allem mit immer größeren Zellformaten: Die alten 1850-Zellen von Panasonic passten mit 15 Millimeter Durchmesser und 50 mm Länge auch in Laptops. Mittlerweile baut Tesla mit den Japanern 2170-Rundzellen (21 x 70 mm), die wesentlich mehr Aktivmaterial im Verhältnis zum Metallgehäuse enthalten. In Grünheide sollen nochmals voluminösere 4680-Akkus hergestellt werden. Im Format einer kleinen Bierdose liefern diese Zellen mehr Leistung, Kapazität und Reichweite bei gleichem Platzbedarf. Doch es bleibt eine Gratwanderung: Je größer die Zellen werden, desto leichter überhitzen sie etwa beim Schnellladen. Entsprechende Kühlkonzepte können die Kostenvorteile wieder auffressen.

Baustelle der Gigafactory Berlin-Brandenburg

Im Wald von Berlin-Grünheide ist noch viel Platz für einen Ausbau des neuen Tesla-Werks zur weltgrößten Batteriefabrik.

(Foto: Soeren Stache/dpa)

Es geht um viel Geld: Die Verdrahtung und Kühlung vieler Zellen, ein smartes Batteriemanagementsystem (unter anderem für das Schnellladen) sowie die Verpackung in eine crashsichere Box lässt den Preis der Zellen um etwa 50 Prozent steigen. Bei einer durchschnittlichen Akkukapazität von 44 kWh fahren selbst kompakte Elektroautos Batterien für mehr als 7000 Euro spazieren. Zu viel für Kleinwagen, die üblicherweise das Doppelte kosten. Während Tesla viel Akkutechnologie in Eigenregie entwickelt, muss sich VW auch in Europa Hilfe holen - ausgerechnet bei zwei ehemaligen Tesla-Managern: Der Schwede Peter Carlsson hat bis 2015 Teslas Einkauf geleitet, Paolo Cerruti war für die Lieferkette der Kalifornier verantwortlich.

Schlagartig bekannt wurde ihre Neugründung Northvolt im vergangenen Sommer, als die Europäische Investitionsbank 350 Millionen Euro Fördergeld zusagte. Die Bundesregierung bürgt mit einer halben Milliarde Euro für das Start-up mit 500 Mitarbeitern. An Geld mangelt es den Schweden nicht: Volkswagen hat sich mit 900 Millionen Euro beteiligt, der kleinere Anteilseigner BMW hat einen Liefervertrag über zwei Milliarden Euro abgeschlossen. Neben der ersten Fabrik im nordschwedischen Skellefteå ist auch ein Standort in Salzgitter geplant. Dort will die kleine Firma das tun, wovor die deutschen Autohersteller bisher zurückschrecken: Hochvolt-Akkus im großen Stil mit Grünstrom fertigen. Die Zellen sollen "weit weniger als 100 Dollar pro Kilowattstunde" kosten. Dieses Preisniveau von umgerechnet etwa 75 Euro/kWh erwarten auch die Berater von Horváth & Partners für das Jahr 2025.

Der Produktionsanlauf in Salzgitter ist für 2024 geplant und es dauert, bis alles fehlerfrei läuft. Ausgelegt ist die Fabrik auf eine Kapazität von 16 bis 24 GWh. Elon Musk spricht bereits über den Ausbau von Grünheide auf 250 GWh. So viel Lithium-Ionen-Zellen werden derzeit weltweit produziert. Giga oder gaga? Das Rennen zwischen dem weltweit größten und dem wertvollsten Autohersteller wird in jedem Fall den Standort Deutschland verändern.

© SZ vom 05.12.2020/reek
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