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Fraunhofer-Institut für System-und Innovationsforschung (ISI): Technologie-Roadmap Energiespeicher für die Elektromobilität (Oktober 2012)

16.04.13

Kernaussage: Erst Batterien der 3. und 4. Generation eröffnen Chancen für einen Durchbruch der Elektromobilität

Li-Ion-Batterien dürften in den nächsten zehn Jahren neben stationären Anwendungen und Produkten der mobilen Konsumerelektronik mit einem Anteil von 50 bis 70 Prozent in der Elektromobilität Einsatz finden. Allein wegen der durch die Bank erwarteten massiven Kostendegression bis 2015 geht eine Vielzahl auch in ihrer Herkunft unterschiedlicher Marktprognosen von einer Verdreifachung des weltweiten Marktes für wieder aufladbare Sekundär-Akkus aus. Basierend auf Zellen der III. Batteriegeneration erwartet die Technologie-Roadmap durchschnittlich eine Energiedichte von 147 Wh/kg und Kosten von 380 €/kWh für das Jahr 2015 bzw. 168 Wh/kg und 320 €/kWh für das Jahr 2020. Die Entwicklung auf Grundlage der Lithium-Schwefel-Technologie (IV. Generation) hochgerechnet, erscheinen Werte von 420 Wh/kg bzw. weniger als 200€/kWh bis 2020 als realistisch:

Auch wenn heute gebräuchliche Akkus der 2. Generation deutlich gegenüber ihren Vorgängern an Lebensdauer, Sicherheit und Zuverlässigkeit unter Alltagsbedingungen zugelegt hätten, dürfte mit dem Durchbruch der Elektromobilität erst ab etwa 2020 bzw. 2030 gerechnet werden. Erst zu diesen Zeitpunkten könnte die Entwicklung von Lithium-Hochvolt- und Lithium-Schwefel-Batterien der 3. bzw. von Lithium-Luft–Akkus der 4. Generation abgeschlossen sein. Erst das Erreichen dieser Meilensteine, erst die Realisierung eines Vielfachen heutiger Energiedichten, Zyklenstabilitäten und Temperaturresistenzen, eröffne der elektrischen Mobilität eine reelle Chance zu ihrem Durchbruch. Noch mehr als bei mobilen Akkus stehe bei stationären Speichern die Wirtschaftlichkeit im Vordergrund, die sich aus dem Verhältnis der Investitionskosten (Batteriepreise) und der Leistungsfähigkeit der Speichertechnologie unter Dauerlast (Zyklenfestigkeit) ergibt. Daher müssen sich lithium-basierten Batterien im Wettbewerb der elektrochemischen Speicher insbesondere im relevanten kWh- und MWh-Bereich der Konkurrenz aus Blei-Säure-, RedoxFlow- und Natrium-Schwefel-Batterien (ggf. auch der künftig wieder aufladbaren Zink-Luft-Batterie) und im Bereich der elektromechanischen Energiespeichertechnologien mit Druckluftspeichern stellen.

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