Zukunft der Elektromobilität : Smatrics E-Mobility Talk: Fortschritte in Ladeleistung und Batterietechnologie

Beim 5. E-Mobility Talk am Dienstag lud Smatrics Experten zur Diskussion über die Entwicklung von Ladeleistung und Batterien für elektrisch angetriebene Fahrzeuge.

Vertreten waren Hauke Hinrichs, CEO Smatrics, Nikolaus Mayerhofer, Gründer & CTO Aviloo Battery Diagnostics, Thomas Haid, Managing Director Saubermacher Battery Services GmbH und Marcus Jahn, Unit Leader Battery Technologies bei AIT Austrian Institute of Technology.

Für den Erfolg der E-Mobilität sind zwei Aspekte ausschlaggebend: die Dauer beim Laden und die Haltbarkeit der Batterie. Gerade die Ladetechnologie hat sich in den vergangenen zehn Jahren stark weiterentwickelt. 2012 startete Smatrics mit 22-Kilowatt-AC-Ladeinfrastruktur. Bereits zwei Jahre später wurden die ersten DC-Lader und 2018 die ersten High-Power-Ladestationen mit 150 Kilowatt errichtet.

Die steigende Ladegeschwindigkeit nähert den Ladevorgang dem konventionellen Tanken weiter an. So besteht bereits heute die Möglichkeit, in fünf Minuten Leistung für 100 km zu laden. Hauke Hinrichs, CEO von Smatrics erklärt: „Um eine Langstrecke von 400 Kilometer überwinden zu können, braucht es einen Zwischenstopp von 15 Minuten. Damit haben wir mit der E-Mobilität bereits jetzt schon einen gleichwertigen Ersatz für die Verbrenner.“

Mit dem wachsenden Anteil an E-Fahrzeugen wächst auch der E-Gebrauchtwagenmarkt. Eine objektive Analyse und Bewertung von der E-Auto-Batterie, wie mit den Batterietests vom österreichischen Unternehmen Aviloo, gewinnt an Bedeutung. Nikolaus Mayerhofer, Gründer & CTO Aviloo Battery Diagnostics, stellt einen Vergleich auf: „Es macht einen Unterschied, ob ich selbst meinen Blutdruck messe oder eine Gesundheitsuntersuchung inklusive EKG beim Arzt machen lassen.“ Neben dem allgemeinen Gesundheitszustand der Batterie werden bei den Tests noch weitere Aspekte, wie Sicherheit, Anomalien oder Fehler analysiert und aufgezeigt.

Auswertungen von mehr als 50.000 Batterien haben ergeben, dass die Batterieleistung auch nach 100.000 km Fahrt noch bei 90 bis 100 Prozent liegen kann. Die Art des Ladens – ob schnell oder langsam, kann die Lebensdauer der Batterie beeinflussen. Starken Einfluss haben auch das eigene Fahrverhalten und das Parkieren des Fahrzeugs: Gemäßigtes Fahrverhalten schont die Batterie, während durch nervöses Fahren oder Fahren „mit Bleifuß“ die Alterung wesentlich schneller voranschreitet. Ebenso wirkt sich Parken mit hohem Ladezustand ungünstig auf die Batterielebensdauer aus. „Die Kundinnen und Kunden haben es also selbst in der Hand, wie lange die E-Auto-Batterie hält“, so Mayerhofer.

Die Entwicklung einer neuen Batterietechnologie vom Labor zur Anwendung dauert im Durchschnitt zehn bis 19 Jahre. „Besonders die Skalierungsprozesse vom Labor zur Marktreife ist herausfordernd. Aktuell sind Batterien der dritten Generation im Einsatz, sogenannte Lithium-Ionen-Batterien“, weiß Marcus Jahn, Unit Leader Battery Technologies bei AIT Austrian Institute of Technology. Die Batterie-Produktion findet aktuell zu 80 Prozent in Asien statt, Europa habe hier Aufholbedarf. Für 2028 wird eine weltweite Produktion von einer Terrawatt-Stunde prognostiziert, das entspricht fast einer Verdoppelung zu 2023.

Entscheidend bei der Batterieentwicklung sind die Aspekte Reichweite, Ladedauer, Kosten, Sicherheit, Langlebigkeit und Umweltverträglichkeit. Unter den in Entwicklung befindlichen neuen Batterietechnologien ist auch die sogenannte Feststoff-Batterie. Vorteile dieser sind, dass sie sicherer sind und weniger Kühlung benötigen. Für die Batterieforschung muss laut Jahn zudem berücksichtigt werden, dass die Produktionsprozesse grüner gestaltet, beim Design ein späterer Recycling-Prozess bereits mitgedacht und als Ersatz von kritischen Rohstoffen alternative Materialien eingesetzt werden.

Aktuell sind rund 180.000 batterieelektrische Fahrzeuge in Österreich zugelassen. Monatlich kommen ca. 3.000 Neuzugänge hinzu. Die Saubermacher Battery Services GmbH unterstützt beim Handling von E-Auto-Batterien. Das Angebot reicht von Beratungsleistungen über die Bereitstellung von Spezial-Equipment bis hin zur fachgerechten Sammlung und der gesetzeskonformen nachhaltigen Verwertung. Ziel ist es, den Kreislauf zu schließen. Am Standort Premstätten in der Steiermark werden aktuell mehrere hundert Tonnen Batterien übernommen und behandelt, darunter rund 50 Tonnen Batterie-Packs. Diese werden tiefenentladen und zerlegt, um sie danach bestmöglich einem Recycling zuführen zu können.

Die Entladung dauert bis zu zehn Stunden, die manuelle Demontage weitere fünf. Anschließend werden die nach Typ und Chemismus sortierten Batterien zur Weiterverarbeitung an europäische Fachbetriebe übergeben. „Es ist entscheidend, dass die kritischen Rohstoffe im Kreislauf geführt werden und in Europa bleiben“, betont Thomas Haid, Geschäftsführer der Saubermacher Battery Services GmbH. Derzeit liegt der Recyclinganteil der gesamten Batteriemasse bei bis zu 70 Prozent, bei den enthaltenen Metallen können bis zu 95 Prozent erreicht werden.

Die Ladeleistung bei E-PKW deckt den Bedarf aktuell gut ab. Die Masse werde in den nächsten Jahren mit 200 bis 300 kW Ladeleistung bei E-PKW auskommen. Größere Entwicklungsschritte sind bei der Ladeleistung für E-LKW zu erwarten – mit sogenannten Megawatt-Charging-Systemen für bis zu 3,15 Megawatt Ladeleistungen. Im nächsten Jahr startet Smatrics mit ersten Pilotprojekten, ein Roll-out dieser Ladeinfrastruktur ist ab 2026 geplant.

Auch die Ladeinfrastruktur entlang den Autobahnen in Österreich ist bereits sehr gut ausgebaut. Hinrichs: „Jetzt gilt es die Städte und Orte, an denen weniger Möglichkeiten des Heimladens bestehen, fit für die E-Mobilität zu machen.“ Der Anteil an Schnellladepunkten – also DC- und HPC-Ladepunkten – steige gerade im urbanen Raum viel schneller als der Anteil an AC-Ladepunkten.