Geladen - der Batteriepodcast zur Energiewende

Podcast über Lithium-Versorgungsengpässe Ohne eine einheimische Versorgung mit dem Batterie-Gold Lithium könnte es für Europas Autokonzerne schwierig werden, mit China zu konkurrieren, das seine Elektroauto-Industrie rasch ausbaut und in den europäischen Markt vordringt. China kontrolliert einen Großteil der weltweiten Lithiumverarbeitung, bei der ein aus Sole oder Erz gewonnenes Konzentrat in chemische Lithiumverbindungen wie Carbonat oder Hydroxid umgewandelt wird, die in Antriebsbatterien verwendet werden. China wird der Versorgung seiner eigenen Industrie Vorrang einräumen. Europa wird sich in Bezug auf die Lithium-Verfügbarkeit um das Jahr 2030 wahrscheinlich in einer schwierigen Position befinden, prognostizieren Michael Schmidt von der Deutschen Rohstoffagentur (DERA) und Dr. Thomas Schmaltz von Fraunhofer. Europa kann sich keine Verzögerungen bei heimischen Projekten zur Gewinnung des Metalls und beim Ausbau des Batterie-Recyclings leisten. Wir sprechen außerdem mit unseren Experten darüber, wie Lieferketten für das Lithium einer Antriebsbatterie aussehen, wie der Rohstoff abgebaut wird und wie viel Prozent seines Bedarfs Europa zukünftig decken kann. Haben Sie Themenvorschläge zu den Themen Energiewende, Elektromobilität, Elektroauto oder Batterie, dann schreiben Sie uns an daniel.messling@kit.edu oder patrick.rosen@kit.edu.

Podcast über die nachhaltigsten Natrium-Batterien Auf Natrium-Ionen-Batterien lasten derzeit viele Hoffnungen. Sie gelten schon jetzt, kurz vor ihrer Markteinführung, als besonders preiswert, sicher und umweltfreundlich. Doch wie nachhaltig die vielen verschiedenen Versionen der Natrium-Zellen tatsächlich sind, das wusste bis vor kurzem keiner so genau. Die Forschungsgruppe rund um unseren Podcastgast Dr. Manuel Baumann (KIT, ITAS, HIU) hat diese "Nachhaltigkeitsaspekte" nun exakt beziffert. Und siehe da: Die Resultate sind genauso vielfältig, wie die Batterieklasse selbst. Die Materialien, die zur Herstellung der Zellkomponenten benötigt werden, sind nämlich genauso abwechslungsreich wie bei den Lithium-Zellen: Manche Zellen benötigen Kobalt, Nickel, Vanadium, Mangan, ungeordnete Kohlenstoffe, Graphit, Eisen, Aluminium, etc. Die Forschungsgruppe hat ein System entwickelt, um die unterschiedlichsten Natrium-Zellen auf ihre Nachhaltigkeit hin zu überprüfen. Dabei konzentrierten sich die Forschenden speziell auf die Kathode: 42 verschiedene Kathodenarten wurden einem "Screening" unterzogen und mit acht Lithium-Kathoden verglichen. Folgende Nachhaltigkeitskategorien wurden dabei aufgestellt: (1) Kosten, (2) Materialkritikalität und (3) CO2-Fußabdruck der Zelle. Die Ergebnisse zeigen, dass die Energiedichte in allen drei Kategorien ein wichtiger Faktor darstellt. Er bestimmt maßgeblich den Materialbedarf. Die meisten Natrium-Kathoden erzielen eine bessere Ergebnisse als das Lithium-Pendant. Insbesondere die "Preussisch-Blau-Elektroden" und die manganbasierten Schichtoxide scheinen besonders nachhaltig zu sein. Haben Sie Themenvorschläge zu den Themen Energiewende, Elektromobilität, Elektroauto oder Batterie, dann schreiben Sie uns an daniel.messling@kit.edu oder patrick.rosen@kit.edu. Link zur Studie: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202202636

Podcast über ein großes Batterie-Versprechen Wann kommen sie endlich auf den Markt? Festkörperbatterien haben das Potenzial, eine höhere Energiedichte, mehr Sicherheit und eine schnellere Aufladung als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien mit Flüssigelektrolyt zu bieten, aber was ist die Wissenschaft dahinter, das Potenzial der Technologie und die Herausforderung? Wir haben nachgefragt bei zwei der international renommiertesten Forschenden in diesem Feld: Prof. Dr. Jennifer Rupp (TU München) und Prof. Jürgen Janek (JLU Gießen). Auf die Verwirklichung der Vorteile hoffen auch viele OEMs. VW investiert in QuantumScape, ProLogium ist Partner von Mercedes und BMW arbeitet mit Solid Power zusammen. Allerdings sind Festkörperbatterien derzeit noch nicht ausgereift, was zu Unsicherheiten und Bedenken hinsichtlich der hohen Produktionskosten und der Skalierbarkeit führt. Die Herausforderungen bei der Entwicklung bestehen darin, das Einbringen oder die Abscheidung der Festelektrolyte in ein Verfahren umzuwandeln, das mit den heutigen Herstellungspraktiken kompatibel ist, ohne die Haltbarkeit oder die Kosten des Endprodukts zu beeinträchtigen und gleichzeitig Vorteile wie eine bessere Energie- und Leistungsdichte, mehr Sicherheit und einen höheren Durchsatz zu bieten. Haben Sie Themenvorschläge zu den Themen Energiewende, Elektromobilität, Elektroauto oder Batterie, dann schreiben Sie uns an daniel.messling@kit.edu oder patrick.rosen@kit.edu.

Warum wir nicht alle Verbrenner mit E-Autos ersetzen sollten In dieser Episode spricht die Mobilitätsexpertin Katja Diehl über das Gelingen der Verkehrswende in Deutschland. Sie unterstreicht, dass unser aller Bewegungsmuster (Mobilität: wann, wie, wohin, warum) völlig neu gedacht werden sollte. Laut Diehl gibt es dazu jedoch noch zu wenig Mobilitätsalternativen zur "Auto-Mobilität". Nur eine Verringerung der deutschen Pkw-Bestände könnte letztlich eine klimafreundliche und -gerechte Umwelt ermöglichen, die städtebaulich mehr Lebensqualität verspricht. "Ich habe mal die Zahl 20 Mio. Fahrzeuge genannt", so Diehl. Das wäre eine Reduktion um rund die Hälfte der derzeitigen Autoflotten Deutschlands. "Jede:r sollte das Recht haben, ein Leben ohne ein eigenes Auto führen zu können", so Diehl. In ihrer Vorstellung können die Menschen zwar weiter Auto fahren, so sie es denn wollen. Sie müssen es aber nicht mehr – denn es soll überall attraktive Alternativen geben: Bus, Bahn, Fahrräder, Roller, Scooter, Sammeltaxi. Warum dem Auto also noch länger huldigen? Katja Diehl sagt: "In unserem Land ist nicht alles fair und klimagerecht, inklusiv und bezahlbar". Vielmehr ist seit vielen Jahrzehnten jegliche Mobilität auf das Auto ausgelegt. Gut ausgebaute Autobahnen, zu viele Parkplätze, zu große Innenstadtstraßen und vor allem eine finanziell attraktive Haltung von (großen) Fahrzeugen. Dabei sind aber die Bedürfnisse vieler Menschen nicht angemessen berücksichtigt. Am 28. Oktober 2022 erhielt Katja Diehl den Deutschen Mobilitätspreis. Ihr Buch "Autokorrektur – Mobilität für eine lebenswerte Welt" erschien am 9. Februar 2022 und stand sofort auf Platz 5 auf der Spiegel-Bestsellerliste. Es wurde 2022 mit dem Deutschen Wirtschaftsbuchpreis in der erstmals vergebenen Kategorie „Leserpreis“ ausgezeichnet. Podcast Katja Diehl: https://katja-diehl.de/sdmpodcast/

Die Batterien für günstige E-Autos? Natrium-Ionen-Batterien standen jahrzehntelang im Schatten der Lithium-Ionen-Batterien, aber in der Erdkruste gibt es tausendmal mehr Natrium als Lithium. Und jetzt ist die Batteriechemie so weit entwickelt, dass Natrium-Ionen-Batterien ähnliche Energiedichten haben wie ihre Lithium-Konkurrenten. Außerdem sind Natrium-Ionen-Batterien leichter, sicherer, billiger und sauberer als Lithium-Ionen-Batterien. Chinesische Batteriehersteller, wie CATL und BYD, haben mit der Massenproduktion begonnen und werden die Natrium-Ionen-Batterien sogar in Elektroautos einsetzen. Dies könnte wirklich ein Gamechanger für die Energiewende werden. Was bedeutet dies nun für die Branche? Wie wird sich diese neue Technologie auf den Markt auswirken, und welche Möglichkeiten ergeben sich daraus für Unternehmen und Verbraucher gleichermaßen? Lassen Sie uns tiefer eintauchen und ihr Potenzial erkunden in dieser GELADEN-Folge mit Prof. Maximilian Fichtner und Dr. Dominic Bresser vom Karlsruher-Institut für Technologie (KIT). Haben Sie Themenvorschläge zu den Themen Energiewende, Elektromobilität, Elektroauto oder Batterie, dann schreiben Sie uns an daniel.messling@kit.edu oder patrick.rosen@kit.edu.

Neue chinesische Festkörperbatterie erklärt Das bislang größte "Batteriebeben" in diesem Jahr: CATL kündigt am 19. April mit seiner „Condensed Matter Batterie“ Zellen mit über 500 Wh/kg an! Und wir fragen uns: Handelt es sich womöglich um die erste Festkörperbatterie in der Massenproduktion? Und wo bleiben die Europäer in diesem Rennen? "Bei der Condensed Battery von CATL handelt es sich um eine sog. 'Almost Solid-State Battery'(ASSB)", sagt Prof. Maximilian Fichtner. Derzeit arbeiten schon einige Unternehmen an der Entwicklung solcher Semi-Festkörperbatterien (SolidPower, ProLogium, Amprius, Ganfeng, etc.). Allerdings trauen Experten nur wenigen Herstellern zu, dieses Ziel auch in den nächsten Jahren zu erreichen. "Im Gegensatz zu Startups wie QuantumScape hat CATL die Produktionskapazitäten und -erfahrungen, um innovative Batterien schnell zu bauen", so Fichtner. Mit Blick auf die "Condensed Battery" fasst CATL's Chefentwickler Wu Kai zusammen: „Die Batterie kombiniert innovative Kathodenmaterialien mit ultrahoher Energiedichte, neue Anoden- und Separatormaterialien mit einem komplett neuartigen Elektrolyten". Die Batterieforschung fragt sich, welche Zellchemie in der "Condensed Battery" steckt: Lithium-Metall-Batterie? Silizium-Anode? anodenfreie Batterie? Lithium-Schwefel-Batterie? Wenn sich CATLs Ankündigungen bewahrheiten sollten, dann käme die neue Zelle mit 500 Wh/kg auf fast die doppelte Energiedichte als Teslas 4680-Zellen (280 Wh/kg). In diesem Fall würden Luxus-Pkws bald Reichweiten von 1.500 bis 2.000 Kilometer erreichen können. Angeblich testet CATL die Batterie schon mit Luftfahrt-Unternehmen für den Einsatz in Flugzeugen. Unser Podcastgast Prof. Maximilian Fichtner neigt deshalb dazu, eine andere (und bisher wenig beachtete) Zellchemie ins Spiel zu bringen: Handelt es sich evtl. um Lithium-Schwefel-Batterien? Weiterführende Links: CATL Pressemitteilung: https://www.catl.com/en/news/6015.html Podcast zu Lithium-Schwefel-Batterien (Geladen-Folge) https://www.youtube.com/watch?v=vCQzW0qPnOw Podcast zu Batterieantrieben in der Luftfahrt (Geladen-Folge) https://www.youtube.com/watch?v=DagOmBPn-EM

Wie bei der Batteriefertigung Millionen gespart werden könnten Frische Batteriezellen werden traditionell direkt nach ihrer Fertigung bis zu 24 Stunden vorsichtig erstgeladen. Dieser "Formierungsprozess" ist kostenintensiv, aufwändig und dauert meist ca. 24 Stunden. Eine Gruppe von Ulmer Batterieforschern hat nun ein Verfahren entwickelt, was schon sehr bald Millionen von Euros einsparen könnte: Die Wissenschaftler wenden dabei eine Kombination aus "gepulstem Laden" und Künstlicher Intelligenz an. Dies führt nicht nur zu hochwertigeren Zellen und weniger Produktionszeit (nämlich nur 10 Stunden!), sondern auch zu weniger Ausschuss. Unser heutiger Podcastgast, Prof. Dr.-Ing. Helge Sören Stein, arbeitet am Karlsruher Institut für Technologie, dem Helmholtz-Institut Ulm und am POLiS-Exzellenzcluster. Als Materialforscher widmet er sich eigentlich der Erforschung und Optimierung neuer Batteriematerialien. Über den "InZePro-Kompetenzcluster" und das Forschungsprojekt "InForm" ist seine Forschungsgruppe ebenfalls in die Neuentwicklung innovativer Produktionsprozesse involviert. Die "Formation" ist einer der kostenintensivsten Prozesse innerhalb des gesamten Produktionsvorgangs einer Batteriezelle. Dabei werden die ersten Lade- und Entladevorgänge der Batteriezelle vorgenommen. Die Parameter (Strom- und Spannungsverläufe) während der Formation sind je nach Zellhersteller sehr unterschiedlich, aber beeinflussen immer in einem hohen Maße die spätere Zellperformance. Traditionell werden Zellchargen standardisiert in 24 Stunden erstgeladen und unterliegen dabei einem bestimmten Schema aus Lade- und Entladevorgängen. Und genau hier kommt Steins Forschungsgruppe ins Spiel: Über gepulstes Laden in Echtzeit werden die frischen Zellen bei dem neuen Verfahren in nur ca. 10 Stunden formiert. Und dabei wird jede Zelle auch individuell nach Spannungsänderung und Innenwiderstand behandelt. Das spart Zeit, Kosten und führt zu viel weniger Zellen, die sich später als unbrauchbar herausstellen.

Podcast über "Forever"-Batterien In Batterien treten normalerweise elektrochemische Reaktionen auf, die strukturelle Veränderungen in Materialien verursachen. Einige davon sind beabsichtigt - nur so kann die Batterie effektiv als Stromspeicher dienen. Andere führen langfristig als ungewollte Nebeneffekte zu einer drastischen Verringerung der Batterieleistung. So entwickeln sich beispielsweise durch das "Lithium-Plating" sog. Dendriten, die als metallische Lithium-Nadeln einen Kurzschluss innerhalb der Zelle auslösen können. Auch die SEI-Schicht ("Solid-Electrolyte-Interphase") kann unschöne Risse bekommen, sodass die Batterie immer mehr an Kapazität und Leistung verliert. Innerhalb des EU-Projekts "BAT4EVER" konzentrieren sich Wolfgang Binder und Anja Marinow auf Selbstheilungsmechanismen dieser Mikroschäden und Materialverluste, die besonders während Lade- und Entladezyklen entstehen. Die beiden widmen sich Materialcharakterisierungs-Methoden und einer Modellierung von Materialverhalten. Laut Prof. Dr. Wolfgang Binder arbeiten auch namhafte Batteriehersteller wie StoreDot im Bereich der Batterie-Leistungselektronik daran, eine (normalerweise unbeabsichtigte und gefährliche) Tiefentladung von Zellen herbeizuführen und durch einen geordneten Spannungs- und Strom-Impuls perspektivisch Kapazität und Leistung wieder zurück zu gewinnen. Diese Rückgewinnungsmechanismen befinden sich jedoch (wie alle selbstheilenden Batteriekonzepte) noch allesamt noch in der Entwicklungsphase. Weiterführende Links: https://battery2030.eu/battery2030/projects/bat4ever/ https://cordis.europa.eu/project/id/957225 https://inhabitat.com/storedot-is-making-self-healing-ev-battery-technology/

Podcast über Hybride aus Ultrakondensatoren & Batterien Dr. Sebastian Pohlmann ist Vice President of Business Development beim estnischen Unternehmen Skeleton Technologies. Skeleton ist Entwickler und Hersteller von Energiespeichern für Transport-, Netz-, Automobilanwendungen. Dr. Simon Fleischmann leitet die Arbeitsgruppe "Nanoconfined Electrochemical Interfaces" am Helmholtz-Institut Ulm. Tatsächlich gibt es sie schon heute, die Hybride aus Batterien und Superkondensatoren. Dabei versuchen die Materialforscher, sich die Charakteristika beider Welten zunutze zu machen: Das Ziel, die Leistungsdichte der Kondensatoren und die Energiedichte der Batterien zu kombinieren ist zwar nicht bahnbrechend neu, jedoch erscheint sie heute vielversprechender denn je. Das estnische Unternehmen Skeleton Technologies macht es mit seiner "SuperBattery" vor: Diese hybriden (batterieähnlichen) Superkondensatoren erreichen bis zu 50.000 Ladezyklen bei ultraschneller 1-minütiger Aufladung. Angeblich ist die "SuperBattery" - wie jeder Superkondensator - noch immer frei von Kobalt, Kupfer und Nickel. Ebenfalls kommt sog. "gekrümmtes Graphen" zum Einsatz. Im Podcast gibt HIU-Wissenschaftler Dr. Fleischmann eine Einschätzung ab, was von dieser Batterie-Innovation zu halten ist. Die "SuperBattery" soll in Hybrid- und Brennstoffzellen-Elektrofahrzeugen, Bussen, Lastwagen und Ladeinfrastruktur eingesetzt werden. Auch bei Bergbau- und bei Offroad-Maschinen macht sich das Unternehmen Hoffnung, bald große Stückzahlen zu erreichen. Weiterführende Links: https://www.skeletontech.com/superbattery

Podcast über Strompreise & Erneuerbare Energien Wie kommen die Strompreise zustande? Ist das Merit-Order-Modell, durch das der Preis an der Strombörse gebildet wird, in Bezug auf die vermehrte Umstellung auf erneuerbare Energien noch zeitgemäß? Unser Experte im Geladen Podcast, Prof. Dr. Bruno Burger (KIT & Fraunhofer) geht davon aus, dass es in Zukunft immer häufiger zu Extremsituationen kommt wie am 10. Februar 2023. Es gab viel Wind im Norden, niedrige Börsenstrompreise, die Kraftwerke im Süden wurden nicht eingesetzt, Pumpspeicher kauften dann viel Strom, die Nord-Süd-Leitungen hatten zu wenig Kapazität und so wurden im Süden Kraftwerke zum Redispatch aktiviert. Wir diskutieren die Strompreiszonen, eine Reform des Merit-Order sowie die Stromtrassen und den Netzausbau.

Podcast über Deutschlands Atomausstieg Die Tage der deutschen Atomkraft sind gezählt. Mitte April 2023 sollen die letzten drei Kernkraftwerke vom Netz gehen. Der deutsche Atomausstieg, der erstmalig unter der rot-grünen Bundesregierung zu Beginn des Jahrtausends angestoßen wurde, soll damit endlich abgeschlossen sein. Doch nun bäumt sich ein letzter Meinungswiderstand auf: Sogar die Tagesthemen (Quelle: Kerstin Palzer, Das Erste, 07.03.2023) sprachen sich in einem Kommentar gegen den endgültigen Ausstieg aus der Kernenergie aus. Grund: Die höheren Stromkosten, die angeblich aus der Abschaltung der letzten drei Atommeiler resultieren würden, verstärkten die allgegenwärtige Energiekrise. Unser Podcastgast Stefan Krauter, Professor für "Elektrische Energietechnik (EET)" an der Universität Paderborn, widerspricht: Die deutschen Kernkraftwerke trögen schon heute, in Zeiten hoher Einspeisung von Erneuerbarer Energien, nicht (mehr) zu niedrigeren Strompreisen bei. Ein Vergleich mit französischen AKWs ergäbe, dass diese ihrerseits hoch subventioniert würden. Abgesehen von hohen Baukosten für neue KKW, wenige Endlagerstätten für radioaktive Brennstäbe und die Sicherheitsfrage (Fukushima/Tschernobyl), seien die Kernkraftwerke sowieso inkompatibel mit fluktuierendem Grünstrom. Kurzum: Sie ist sehr schlecht regelbar. Zudem sei die Produktion von grünem Wasserstoff keine realistische Option, da Elektrolyseure und Brennstoffzellen noch zu unrentabel und wirkungsarm seien. Laut Krauters Forschungen zu "nachhaltigen Energiekonzepten für die Energiewende" sei der grüne Energiemix aus Sonne, Wind, Wasser, Biogas und Geothermie schon in 10-15 Jahren ausreichend, um 100% des deutschen Strombedarfs zu decken. Dazu ist ein massiver Ausbau von grünen Stromerzeuger, der Stromnetze (Trassen) und der Speicherkapazitäten (u.a. Batterien) nötig. Dazu käme eine Sektorenkopplung, die ebenfalls Energie-Einsparungen ermögliche. Weiterführende Links: https://www.tagesschau.de/ausland/europa/atomkraft-eu-101.html

Podcast über einen stationären Speicher Das Unternehmen CMBlu preist seine Organic-Flow-Batterien als umweltfreundliche stationäre Speicher für erneuerbare Energien an, die auch noch kostengünstig und gut skalierbar sein soll. Die Organic-Flow-Technologie soll die hohe Energiedichte von Festkörperbatterien mit der beliebigen Skalierbarkeit von Kapazität und Leistung von Flow-Batterien vereinen und kommt ohne die Verwendung seltener Rohstoffe aus. Das verwendete Material - Lignin - kann als Nebenprodukt aus Papierfabriken gewonnen werden. Es wird in zwei separate Tanks gefüllt und in einer speziellen Anlage für eine biochemische Reaktion zusammengeführt. Nach Angaben des Unternehmens ist das Material organisch, nicht brennbar, nicht explosiv und kann mehr als 10.000 Ladezyklen überstehen. Das Batteriesystem ist als Mehrzellenstapel konzipiert und eignet sich in erster Linie für stationäre Speicheranwendungen. Durch die Modularität lässt es sich problemlos in den Gigawattbereich skalieren. Diese Ankündigungen überprüfen wir mit Prof. Birgit Esser von der Universität Ulm.

Podcast über einen großen Forschungserfolg Batterieselbstentladung bedeutet, dass eine Batterie einen Teil ihrer Kapazität verliert, nachdem sie über einen bestimmten Zeitraum bei einer bestimmten Temperatur gelagert wurde. Die Selbstentladung der Batterie ist eine interne chemische Reaktion, die in Batterien stattfindet. Die Batterie wird entladen, obwohl kein Verbraucher angeschlossen ist. Wenn eine wiederaufladbare Batterie nicht benutzt wird, verliert sie also etwas Ladung. Warum das so ist, war bis vor kurzem in der Forschung nicht abschließend geklärt. Forscherinnen und Forscher der Dalhousie University in Kanada haben mit einer Entdeckung nun dieses Geheimnis gelüftet und der Grund ist viel banaler, als man sich vorstellen kann. Wir sprechen mit den beiden Forschern Sebastian Büchele und Tom Bötticher über ihre Entdeckung. Weitere Infos: Links zu den beiden Veröffentlichungen: https://iopscience.iop.org/article/10.1149/1945-7111/acb10c https://iopscience.iop.org/article/10.1149/1945-7111/acaf44 YouTube-Kanal von Tom Bötticher: https://www.youtube.com/@doktorwissenschaft

Podcast über netzdienliche Batterien Unser heutiger Podcastgast ist Dr. Andreas Piepenbrink, Chef vom deutschen Heimspeicherhersteller E3/DC. Der ehemalige Automobilmanager erläutert zunächst die immer größere Nachfrage nach stationären Batteriespeichern für das Eigenheim. Diese Nachfrage ist neben dem zweiten Photovoltaik-Boom natürlich auch auf den Ukrainekrieg und die damit einhergehenden hohen und volatilen Strompreise zurückzuführen. Viele Heimspeicherbesitzer fragen sich: "Kann ich meinen Heimspeicher denn schon intelligent laden und an dynamische Stromtarife koppelen?" (YouTube-Kommentar). Dies hänge am Batteriehersteller und insb. an der Software, die den Heimspeicher steuert, so Piepenbrink. Seinen E3DC-Kund*innen macht er schon jetzt Hoffnung, dass diese Logiken für sie sehr bald zugänglich seien. Ein positives Marktsignal sind die weggefallenden V2H-Restriktionen, durch die das Konzept "Vehicle-to-Home" nun Realität wurde: Seit wenigen Monaten können E-Auto-Besitzer in Deutschland ihr Eigenheim mit Strom aus der Antriebsbatterie ihres E-Autos versorgen. Zwar sind vielerorts noch Anmeldungen nötig, doch scheinen hier alle Steine aus dem Weg geräumt. Das bidirektionale Laden von E-Autos habe laut Piepenbrink jedoch nach wie vor Grenzen: Speziell die Netzdienlichkeit der E-Autos (Vehicle-to-Grid) scheint - entgegen anderer Stimmen hier im Podcast - nach wie vor in weiter Ferne. Fast alle derzeitigen Wallboxen und E-Autos seien technisch nicht dazu geeignet, irgendwann netzstützend eingesetzt zu werden. "Eine bittere Pille", meint Piepenbrink. Weiterführende Links: https://www.e3dc.com/ https://www.pv-magazine.de/2022/12/21/bidirektionales-laden-mit-photovoltaik-heimspeichersystem-kommt-ab-2023/ https://www.mobilityhouse.com/de_de/vehicle-to-grid https://www.n-tv.de/der_tag/Habeck-will-Elektroautos-als-Stromspeicher-nutzen-article23760023.html

Podcast über NIOs Batteriewechsel-Stationen Manche Elektroautos können am Schnelllader von 10 auf 80 Prozent in 18 Minuten geladen werden. Dies ist jedoch bisher die Ausnahme. Ein Batteriewechsel, wie ihn der chinesische Autobauer NIO anbietet, geht mit 5 Minuten deutlich zügiger. Wir ordnen die Aussagen von NIO-Vertreter, Daniel Medawar, aus der letzten Folge gemeinsam mit Dr. Joachim Sann von der Universität Gießen ein und stellen das Wechseln und das Laden der Antriebsbatterie gegenüber. Spannend bei den beiden Konzepten wird, ob ein gut ausgebautes Schnellladenetz mit besseren Ladezeiten die Wechselstationen wieder vertreiben wird oder ob der Batterietausch vielleicht sogar Schnellladestationen überflüssig machen kann, wenn auch andere Autobauer das Konzept übernehmen. Ein Knackpunkt für den Batteriewechsel mit anderen Automarken wird die Standardisierung der Antriebsbatterien sein.

Podcast über Batteriewechsel-Stationen Der chinesische Elektroautobauer NIO will sich einen Anteil am wachsenden europäischen Markt für E-Autos sichern, indem es ein Netzwerk für das Leasen und Tauschen von Batterien aufbaut. Der Batterietausch soll an den Wechselstationen deutlich schneller erfolgen, als das Laden an einem Schnelllader. NIO betreibt derzeit über 1.000 Power Swap Stations in China und nur wenige in Europa. Wir sprechen in dieser Geladen-Folge mit Daniel Medawar, einem Vertreter von NIO, darüber, wie der Akkuwechsel überhaupt funktioniert, ob die Wechselmöglichkeiten in China nur für die Langstrecke genutzt werden oder sogar das Laden ersetzen. Es bleibt abzuwarten, ob sich Wechselstationen gegen ein ausgebautes Schnellladenetz in Deutschland durchsetzen können und ob Autofahrer tatsächlich ihre Antriebsbatterien mieten wollen. In der nächsten Folge ordnen wir die Erklärungen von NIO wissenschaftlich ein mit Dr. Joachim Sann von der Uni Gießen.

Podcast mit Maximiliane v. Butler und Dr. Serafin v. Roon In diesem Podcast sprechen wir mit Maximiliane von Butler, einer Repräsentantin des Stromhändlers Tibber - und einem Experten für Energiewirtschaft, Dr. Serafin von Roon (Ffe). Abonnieren Sie auch den Redispatch-Podcast von der Forschungsgesellschaft für Energiewirtschaft: https://www.redispatch-podcast.de/ Unsere Gäste sind sich schnell einig, dass elektrischer Strom in Zukunft vemehrt dann verbraucht werden sollte, wenn er auch nachhaltig erzeugt und verfügbar ist. Die Strompreisfindung eignet sich mithilfe des Merit-Order-Prinzips schon heute hervorragend dafür. Denn: Die Höhe des an der Börse gehandelten Stroms spiegelt automatisch auch Erzeugerpreise wider. Viel Sonnen- und Windkraft im Strommix bedeuten niedrige Strompreise. Wenig verfügbare Erneuerbare Energien führen tendenziell zu hohen Strompreisen an der Börse. Auch wenn noch viele Missverständnisse rund um "billige Atomkraft" und diue Nutzung fossiler Energieträger herrschen, scheinen die festgelegten Preismechanismen durchaus mit den Nachhaltigkeitszielen im Energiemarkt einherzugehen. Diese Preisdynamik setzt sich nun auch im privaten Strommarkt durch: Immer mehr Kund*innen dynamischer Stromtarife profitieren durch preisgesteuertes Laden von E-Autos oder Heimspeichern. Denn: Das Laden kann ohne weiteres an den ihnen nun zugänglichen, zeitlich stark fluktuierenden Strompreis gekoppelt werden. Die Geräte laden also immer dann, wenn der Preis niedrig ist. Das größte Problem stellt derzeit noch die Regulatorik dar: Seit Jahren wird u.a. den Vehicle-to-Grid-Konzepten prophezeit, einen großen Hebel in Sachen Netzstabilität freizusetzen. Allerdings scheitert es hier an (1) Batteriegarantien der E-Autos, (2) steuerlichen Hindernissen und (3) fehlenden Businessmodellen. Inwieweit das Ziel der Energie-Autarkie (PV-Anlage, Heimspeicher, E-Auto) durch die Verfügbarkeit dynamischer Stromtarife hinterfragt werden sollte, klärt unser Gast Dr. Serafin von Roon letztlich durch folgendes Statement: "Nur wenige Eigenheime kommen gänzlich ohne Netzanbindung über den Winter. Wenn dies allerdings das erklärte Ziel ist, treten dynamische Tarife natürlich in den Hintergrund." Hinweis: Mit dem im Video genannten Strom-Tracker "Tibber Pulse" können Kunden auch ohne Smart Meter zu stundenaktuellen Börsenstrompreisen (zzgl. Steuern und Abgaben) abgerechnet werden. Weiterer Vorteil neben der Möglichkeit, Verbräuche gezielt günstige Stunden zu schieben: die Echtzeit-Darstellung des eigenen Stromverbrauchs in der Tibber App. Weiterführende Links: https://www.redispatch-podcast.de/ https://www.ffe.de/veroeffentlichungen/veraenderungen-der-merit-order-und-deren-auswirkungen-auf-den-strompreis/ https://www.ffe.de/veroeffentlichungen/entwicklung-der-energie-und-co2-preise-2022/ https://www.linkedin.com/feed/update/urn:li:activity:6993469683265896448 https://www.ffe.de/veroeffentlichungen/kurativer-netzbetreibereingriff-mittels-spitzenglaettung-zur-vermeidung-von-netzueberlastungen/ https://www.tibber.de

Podcast über Smart Batteries Ein europäisches Großforschungsprojekt namens SPARTACUS will dafür sorgen, dass Batterien zukünftig smart werden. Das soll über unterschiedliche Sensoren an den Batterien und das Batteriemanagementsystem funktionieren. Aber was können intelligente Batterien? Unsere Gäste Gerhard Domann vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung (ISC) und Dr. Andreas Hutter von der Schweizer Forschungseinrichtung CSEM versprechen sich von der smarten Sensorik ein verbessertes Ladeverhalten und eine maximale Lebensdauer der Batterie. Die optimierte Erkennung des Batteriezustands und der Batteriefunktion wird ein sicheres, aber schnelles Aufladen ermöglichen - viel schneller als es bisher möglich war. Der Schwerpunkt des Projekts liegt auf mechanischen und akustischen Sensoren, die durch Temperatursensoren ergänzt werden. Die Sensordaten speisen dann ein Batteriemanagementsystem, das die Daten mit einem Datenpool abgleicht und die Lade- und Entlade-Prozesse und die Belastung einzelner Zellen im Batteriemodul so optimiert. Webseite des Projektes: https://www.spartacus-battery.eu/

Podcast über Zell- und Batteriefertigung Unser Gast, Dr. Heiner Heimes, ist geschäftsführender Oberingenieur beim Lehrstuhl "Production Engineering of E-Mobility Components" (PEM) an der RWTH Aachen. Als Experte für Batterie-Produktionstechnik unterstreicht er, dass die Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien eine äußerst anspruchsvolle Aufgabe ist und vielerlei Kompetenzen voraussetzt: Wissen in Chemie, Physik, Maschinen- und Anlagenbau, Ingenieurwesen und Leistungselektronik. Europa hat sich in den vergangenen Jahren vor allem darauf konzentriert, den Wissensrückstand gegenüber dem asiatischen Raum zu verringern. Aus Sicht unseres Gastes durchaus mit Erfolg: Mit jedem neuen Planungsvorhaben wird es jetzt wichtiger, alle diejenigen Herausforderungen zu meistern, die sich aus dem Hochlauf der Produktion unterschiedlicher Batteriezellenserien ergeben. Dr. Heimes gibt eine Einschätzung dazu ab, welche Zellformate sich in Zukunft durchsetzen werden und wie die europäischen Batteriefabriken mit Flexibilitäten rund um innovative Zellchemien umgehen müssen. Zentral steht in diesem Podcast die Frage, welches Alleinstellungsmerkmal europäische Batterien im Gegensatz zu asiatischen Wettbewerbern haben könnten und wie europäische Zellbauer am meisten Wertschöpfung generieren. Bis zum Aus des Verbrenners im Jahr 2035 rechnet Dr. Heimes mit dem Bau von jährlich ca. 8 Millionen batteriebetriebenen Fahrzeugen in Europa. Die dafür nötigen europäischen Batterien sollen im besten Fall sicherer, langlebiger, nachhaltiger aber vor allem durch ihre Qualität "made in Europe" überzeugen. Batterieatlas: https://battery-news.de/index.php/battery-atlas/

Podcast über populäre Batteriefragen Schönen 4. Advent! Im letzten Teil unseres Adventsspecials beantwortet Prof. Jürgen Janek (Justus-Liebig-Universität Gießen) weitere sechs Fragen, die Sie uns in diesem Jahr zu E-Autos, Batterien oder Heimspeichern gestellt haben. Welche Rolle spielt die Zellspannung für die Leistung einer Batterie genau? Können LFP-Batterien wirklich gar nicht in Brand geraten? Welche Vorteile werden die Lithium-Mangan-Eisenphosphat-Batterien von CATL gegenüber LFP haben? Wann schaffen Vanadium-Redox-Flow-Batterien ihren Durchbruch? Autohersteller optimieren ständig ihre Algorithmen, was das Ladeverhalten ihrer Fahrzeuge angeht. Was wird da genau optimiert? Warum ist „Vehicle-to-Grid“ (also die Rückeinspeisung vom E-Auto in das Stromnetz) in Deutschland (noch) nicht möglich?