Geladen - der Batteriepodcast zur Energiewende

Verpasst Deutschland den nächsten großen Batterietrend? Natrium-Ionen-Batterien hatten 2023 ihren Durchbruch. Seitdem gibt es ständig neue Erfolgsmeldungen, wie, dass die Technologie nun auch in kleinen Elektrofahrzeugen eingesetzt wird. China dominiert bisher den Markt bei der Produktion von Lithium-Ionen-Batterien. Dieser Vorsprung ist für Europa nur schwer aufzuholen. Natrium-Ionen-Batterien könnten eine Chance für deutsche und europäische Batteriehersteller und OEMs sein, bei dieser noch relativ jungen Technologie Boden gutzumachen. Vor allem vor dem Hintergrund, dass Natrium-Ionen-Batterien kostengünstiger als Lithium-Ionen-Batterien sind und die Rohstoffsituation einfacher. Hier könnten Marktanteile gegenüber chinesischen Firmen gesichert und die Abhängigkeit von China bei Batterien und deren Rohstoffen verringert werden. Doch es gibt Anzeichen, dass auch bei Natrium-Ionen europäische Unternehmen gegenüber den chinesischen Konkurrenten das Nachsehen haben. Ist das wirklich so? Und sollte man im Moment überhaupt All-in gehen bei Natrium-Ionen? Das diskutieren wir mit Dr. Florian Degen von Fraunhofer und Sebastian Büchele vom Karlsruher Institut für Technologie und Gründer der Litona GmbH. Litona verkauft Kathoden für Natrium-Ionen-Batterien. Kunden sind universitäre und außeruniversitäre Forschungsgruppen weltweit sowie die Industrie. Litona: https://www.litona-batteries.de/ Als Bindeglied zwischen Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft ist es das Ziel der Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle FFB, eine Forschungsinfrastruktur zur ökologischen und ökonomischen Batteriezellproduktion zu errichten. Dadurch soll der Innovations- und Kommerzialisierungsprozess von Produktionstechnologien für bestehende und zukünftige Zellformate beschleunigt werden. Bericht der Fraunhofer FFB zu Natrium-Ionen-Batterien: https://www.ffb.fraunhofer.de/de/news/Pressemitteilungen/Umfeldbericht-Natrium-Ionen-Batterien.html 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).

Kraftwerksstrategie & Netzausbau Unser heutiger Gast ist der Präsident der Bundesnetzagentur (BNetzA) Klaus Müller. Er erklärt uns die Hintergründe der sog. "Kraftwerksstrategie", deren Eckpunkte die Bundesregierung im Februar 2024 vorstellte. Neue wasserstoff-fähige Gaskraftwerke (4*2,5GW = 10GW) sollen in Zukunft immer dann flexibel einspringen, wenn die erneuerbaren Energien den Bedarf nicht decken können. Für die Planer bei der Bundesnetzagentur ist es natürlich essentiell zu wissen, wann, wo und wie stark diese H2-Gaskraftwerke zum Einsatz kommen. Bis zum Sommer 2024 soll nun ein Kapazitätsmechanismus vorbereitet werden, der dieses Vorhaben präzisiert. Dazu führt Müller Gespräche mit Energieversorgern, EU-Schwester-Behörden und Experten aus Wissenschaft, Politik und Industrie. Anhand des Trassenprojektes "P540" verdeutlicht Müller noch einmal die Rolle der Bundesnetzagentur in Sachen Netzausbau: Zwischen Thüringen und Bayern wird derzeit eine zusätzliche Hochspannungsleitung geplant. Die Bundesnetzagentur moderiert nun die ersten Anfänge des (noch umstrittenen) Projekts in Unterfranken. Um die Neuregelung der Netzentgelte darzustellen, fächert unser Gast zunächst die aktuellen Komponenten des deutschen Strompreises auf. Die Netzentgelte, die zum Teil 20% des Strompreises ausmachen, werden nun bundesweit angeglichen. Mit einem "Bonus-Malus-System" soll der Anreiz für mehr Erneuerbare Energien vor Ort honoriert werden. Am Ende des Podcasts spricht Müller über die Neuregelung des "§14a EnWG" (Energiewirtschaftsgesetz). Anhand dieser Regelung steht es jedem Besitzer einer Wärmepumpe oder eines Elektroautos frei, seinen Energieversorger damit zu beauftragen, seinen Anschlusspunkt "netzentgelt-vergünstigt" zu beliefern. Im Gegenzug wird der gelieferte Strom in Ausnahmefällen dann aber gedimmt, sodass das örtliche Niederspannungsnetz entlastet werden 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).

Standortvorteile durch Windkraftanlagen Vergleicht man die Zahl von Windkraftanlagen in Schleswig-Holstein (~3.600 Anlagen mit 10 GW) mit denen von Bayern (~1.200 Anlagen mit 3 GW) wird deutlich: Das südlichste Bundesland stellt sich bei der Windkraft quer! Aber ist diese Diagnose wirklich so einfach? Gibt es vielleicht gute Gründe, warum sich die Bayern lieber auf den Bau von PV-Anlagen konzentriert? Unser Studioexperte hat dazu eine klare Meinung. Windkraft ist auch Standortpolitik. Diese Episode kreist thematisch um einen Bürgerentscheid im oberbayrischen Dorf Mehring. 40 Windkraftanlagen für das Chemiewerk Wacker (Burghausen) wurden dort abgelehnt, obwohl dies der lokalen Wirtschaft und damit vielen ortsansässigen Arbeitsplätzen zugute gekommen wäre. Geplant waren: 40 Windkraftanlagen mit Gesamtleistung von 288 MW Windstrom für 150.000 Haushalte und Chemiewerk Wacker (Burghausen) Baufläche: 1/4 des Altöttinger Forsts mit 2.800 Hektar Planungsfläche Geladen heute im Podcast: Prof. Dr. Michael Sterner von der Ostbayerischen Technische Hochschule Regensburg. Unser Gast erklärt die sehr eigene Geschichte der Windkraft in Bayern, angefangen in den 1980er Jahren. Sterner macht deutlich, dass die Zeit des russischen Erdgases, des Öls und der Kernkraft nun zu Ende geht. Viele heute noch relevanten energiepolitischen Irrwege Bayerns gehen auf Ministerpräsident Horst Seehofer (2008-2018) zurück: Unter Seehofers Regierung entstand die sog. "10H-Regelung", Stromtrassen wurden vernachlässigt sowie viele Windparks verhindert. Prof. Sterner räumt mit generellen Mythen zur Windkraft auf: (1) Die Präsenz von Windkraft ist ein Standortvorteil und stellt Arbeitsplätze sicher. Weniger Windräder, desto teurer der Strom. (2) Im Vergleich zu anderen Todesursachen, spielen Windräder für Zug- und Greifvögel keine besonders große Rolle. (3) Schädliche Auswirkungen des sog. "Infraschalls" von Windkraftanlagen auf den menschlichen Organismus wurden nie bewiesen. (4) Der Betrieb eines Windrads lohnt sich dauerhaft für den Investor. (5) Durch mehr Windkraftanlagen werden teure, aufwändige und fossile Redispatch-Maßnahmen vermieden. (6) Windkraftprojekte können Bürger bei intensiven Bürgerdialogen motivieren, die Energiewende vor Ort umzusetzen. (7) Auch die Forstwirtschaft begrüßt Nebeneinnahmequellen durch die Windkraft. Korrektur bzgl. Mehringer Bürgerentscheid: 75% Wahlbeteiligung - 928 Stimmen (67%) für Ja, 454 Stimmen (32%) für Nein. Globaler Windstärkenvergleich von Windregionen: https://globalwindatlas.info/en (Danke an den User TT-M!) *Anmerkungen der Geladen-Redaktion: Natürlich sind auch chinesische Forschende äußerst aktiv in der Grundlagenforschung zu Natrium-Ionen-Batterien. Wir können diese Aussage nicht bestätigen. Quelle: https://hiu-batteries.de/publikationen/bibliometrische-studie/ Quelle: https://www.focus.de/earth/analyse/windkraft-im-chemie-dreieck-ein-kleines-dorf-torpediert-jetzt-soeders-groesstes-energie-projekt_id_259622762.html 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).

312 Wh/kg Energiedichte Natrium-Ionen-Batterien überraschen gerade alle. Ihr größter Nachteil gegenüber der Lithium-Ionen-Batterie: die niedrigere Energiedichte. Japanische Forscher verzeichnen nun einen echten Durchbruch bei der Energiedichte. Im Fokus steht dabei die Anode aus Hartkohlenstoff. Hier ist es den Forschern gelungen, mit einem bahnbrechenden Prozess dafür zu sorgen, dass mehr Natrium-Ionen an der Anode eingelagert werden können und somit die Energiedichte gesteigert wird. Dr. Dominic Bresser vom Karlsruher Institut für Technologie ordnet die Ergebnisse im Geladen-Podcast ein und erklärt, wie die Kollegen das geschafft haben und wie nah diese Innovation einer Kommerzialisierung ist. Die japanische Veröffentlichung zum Nachlesen: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202302647 Grundlagen der Natrium-Ionen-Batterie: https://geladen.podigee.io/76-natrium-ionen-batterien 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).

Plausibilitätsprüfung: Studie zur Ökobilanz von Fahrzeugantrieben Der Verein Deutscher Ingenieure (VDI) hat im Dezember 2023 die Neuauflage einer Studie herausgegeben, die jetzt erneut große Wellen geschlagen hat. In der Studie wird versucht, die Ökobilanz verschiedener Antriebssysteme zu ermitteln: E-Auto (BEV) vs. Plug-in-Hybride (PHEV) vs. Verbrenner (ICE). Viele Ergebnisse widersprechen nicht nur bisherigen Studienergebnissen, sondern auch vielen Gesprächspartnern in diesem Podcast. In diesem Podcast überprüfen deshalb Prof. Maximilian Fichtner (HIU) und Prof. Martin Wietschel (KIT) die Methodik sowie die Herangehensweise der Studie auf Plausibilität. Link zur Studie: https://www.vdi.de/ueber-uns/presse/publikationen/details/vdi-oekobilanz-studie-zu-verschiedenen-antriebssystemen Hier die Haupterkenntnisse der VDI-Studie: 1) Trotz des "Verbrenner-freundlichen Ansatzes" schneidet das E-Auto (24-25t CO2-Äquivalent) auf 200.000 Kilometern am klimafreundlichsten ab. Auf Platz 2 landet der Plug-in-Hybrid (25t), danach der Voll-Hybrid (32t), gefolgt vom Dieselauto (33t) und vom Benziner (37t). 2) Ein vollelektrisches Auto müsse 90.000 km fahren, bis seine Gesamtbilanz günstiger wird als die eines Autos mit Verbrennungsmotor. Bei Ökostrom seien es nur 65.000 km. 3) Der VDI berechnet bei einer steigenden Anzahl von Elektroautos pauschal einen steigenden Anteil von Kohlestrom in den Strommix ein. 4) Bei den Klimaauswirkungen der Fahrzeugakkus rechnet die VDI-Studie mit 105 Kilo CO2 pro Kilowattstunde, was in etwa dem negativsten angenommenen Wert in der Literatur entspricht. Andere Studien kommen jedoch auf Werte von bis zu 61 Kilo CO2 pro Kilowattstunde. (Zitat Elektroauto-News.net) VDI empfiehlt weiterhin E-Fuels für Straßenverkehr Wie die Mehrheit der Energiewissenschaftler kritisieren Fichtner und Wietschel insb. die VDI-Empfehlungen, zukünftig synthetische Kraftstoffe in Verbrennerfahrzeugen zu nutzen. Die teuren, schwer herstellbaren, aber umweltfreundlichen Kraftstoffe sollten denjenigen Branchen zugänglich gemacht werden, die keinerlei Alternativen hätten. Hier wird immer wieder die Luftfahrt, die Schifffahrt sowie die Landwirtschaft genannt. Link zur Folge aus dem Jahre 2021: https://geladen.podigee.io/13-eautos-doch-nicht-so-umweltfreundlich 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).

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!

Anoden-Revolution? Frohe Weihnachten wünscht das Geladen-Team!! Hier die ersten drei Adventsfolgen zum Nachhören: Advent: https://geladen.podigee.io/102-1advent Advent: https://geladen.podigee.io/103-advent2 Advent: https://geladen.podigee.io/104-advent3 • Wie setzen sich die Kosten für die Batteriezellkomponenten Kathode, Anode, Elektrolyt und Separator zusammen? • Unterschiedet sich das bei NCM, LFP und Natrium-Ionen Zellchemien besonders? • Gibt es bei den verschiedenen Zellchemien signifikante Unterschiede beim Kapazitätsverlust über die Lebensdauer? • Lithium-Metall-Anoden: Was wären Vorteile und wie ist der Stand? • Flüssigmetallbatterien könnten für Großspeicher in der Energiewende eingesetzt werden. Was ist das genau und bescheinigen Sie ihnen eine große Zukunft? • Ebenfalls kein Graphit an der Anode hat die Lithium-Titanat-Batterie (kurz LTO): Sie schaffen über 10.000 Zyklen schaffen und hohe Ladeströme. Was sind die Nachteile? • Was versteht man unter Bipolarbatterien? 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!

3. Advent mit Ihren Batteriefragen Folge zum 1. Advent: https://geladen.podigee.io/102-1advent Folge zum 2. Advent: https://geladen.podigee.io/103-advent2 • In den USA hat das riesige Subventionspaket „Inflation Reduction Act“ Bewegung in die Entwicklung grüner Technologien gebracht. Was bedeutet der IRA konkret für die Batterieherstellung und E-Mobilität? • Hier in Deutschland ist ein regelrechter Boom ausgebrochen um private PV-Anlagen und Heimspeicher. Wie ist die Akzeptanz der Solarenergie und der privaten Nutzung in den USA? • Deutsche Autobauer sind spät und recht gemächlich in Richtung E-Mobilität umgeschwenkt. Wenn wir Tesla ausklammern, wie sieht es bei amerikanischen Herstellern aus? • Wie viele E-Autos fahren auf amerikanischen Straßen und wie gut ist das Ladenetz ausgebaut? Da gibt es doch sicher große regionale Unterschiede? • East Penn Manufacturing, SK Battery America, Clarios Advanced Solutions – das sind Namen von US-Batterieherstellern, die wahrscheinlich noch nie jemand gehört hat. Trauen Sie abgesehen von Tesla US-Herstellern perspektivisch eine ähnliche Innovationskraft zu, wie den asiatischen Produzenten? • Wie sieht es in der öffentlichen Forschung aus? Auf welche Batterietechnologien wird in den USA ein besonderer Fokus gelegt? Prof. Fichtner hat mal erzählt, dass dort viel Hoffnung in Redox-Flow-Batterien gesetzt wird? 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!

2. Advent mit Ihren Batteriefragen • Viele denken, es kann doch nicht nachhaltiger sein, meinen Verbrenner nun abzugeben und mir ein neues E-Auto zu kaufen. Ich fahre den Verbrenner besser bis zum Ende und steige dann um? Hier die Folge zum 1. Advent: https://geladen.podigee.io/102-1advent Folgen Sie Frau Dr. Wright auch auf YouTube: https://www.youtube.com/@ElectrifiedVeronika Link zu CarbonCounter (Nachhaltigkeit von E-Autos): https://www.carboncounter.com/ • Wie sieht der Nachhaltigkeitsvergleich eines alten Verbrenner mit einem neuen BEV aus? Gibt es hier Zahlen? (Tobias Ender) • Frau Dr. Wright, Sie haben einen Jeep Wrangler umgerüstet: Was waren die größten Herausforderungen? Nun nach Fertigstellung - würden Sie etwas in Zukunft anders machen? • Ist eine flächendeckende Umrüstung von Verbrennern durch standardisierte Umrüstungs-Kits denkbar und wirtschaftlich/ökologisch sinnvoll? (Robert Laumen) • Leistungselektronik: Welche Hauptaufgaben kommen dem Inverter zu? • Wird für das Vorkonditionieren (Erwärmen) der Batterie zum Schnellladen insgesamt mehr Energie benötigt, als wenn man darauf verzichtet (und dann aber langsamer am Ladepunkt lädt)? Hebt sich dieser Effekt wieder auf? Welcher dieser Ladevorgänge ist energetisch effizienter? • Wir haben hier jahrelang gepredigt, dass häufiges Schnellladen die Batterie stresst und ihr schadet. Eine neue Studie aus den USA bescheinigt nun den Tesla-Energiespeichern erheblich mehr Widerstandsfähigkeit als bisher gedacht. Hat sich bei Batterien und Leistungselektronik mittlerweile so viel getan, dass Schnellladen der Batterie nicht mehr schadet? 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!

1. Advent mit Ihren Batteriefragen Auftakt zu unseren Adventsfolgen! Dr. Veronika Wright (Electrified Veronika) und Prof. Jürgen Janek (Justus-Liebig-Universität Gießen) beantworten Ihre und unsere besten Fragen rund um Elektroautos, Batterien und die Energiewende. Die vier Teile laufen jeweils an den Adventssonntagen. Folgende Fragen beantworten wir im ersten Teil: • Was halten Sie von standardisierten Batteriezell-Formaten und Packs? Das könnte große Vorteile beim Recycling und Batteriewechsel bedeuten - unterschiedliche Größen und Zellchemien für unterschiedliche Szenarien (Urlaub, Arbeit). • Wie beurteilen Sie VWs Pläne einer Einheitszelle? • Antriebsbatterien nach einem Unfall oder Kapazitätsverlust wiederverwenden statt sie zu recyceln: Wie können die Zellen wiederaufbereitet werden? • Bei der rasanten Entwicklung der derzeitigen Lithium-Ionen-Batterien fragen sich viele, ob wir Festkörperbatterien überhaupt noch brauchen? • Wie schätzen Sie die Ankündigung Toyotas zu Festkörperbatterien ein? • Vor allem bei Festkörperbatterien haben wir bei den vielen Start-ups immer den Eindruck, dass das oft unseriös ist und nach dem Motto funktioniert „Fake it till you make it“. Gibt es in diesem Bereich mehr haltlose Versprechen, als in anderen Batteriefeldern? • Im April hat CATL eine condensed battery mit über 500 Wh/kg vorgestellt. Was ist seitdem passiert? Weiß man mittlerweile mehr über die eingesetzte Zellchemie? 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!

Wer braucht eigentlich High Power Charger (HPC)? Philipp Senoner (CEO Alpitronic) und Mathias Wiecher (EON Drive) erklären gemeinsam, wie HPCs ("High-Power-Charger") zum Aufladen von Elektroautos funktionieren. Bei der ultraschnellen Ladetechnik sind Ladespannungen von bis zu 1.000 V und über 500 Ampere möglich. Dabei stellt sich schnell die Frage, wie die Ladesäule bei einem Ladevorgang (neben der Hochvoltbatterie) selbst gekühlt wird. Beide Gesprächsgäste arbeiten gemeinsam beim Ausbau der Ladeinfrastruktur eng zusammen und berichten im Podcast, welche Herausforderungen es dabei zu bewältigen gilt: Als Hersteller von Hochleistungs-Ladesäulen unterstreicht Philipp Senoner, auf welche Bauteile es beim ultraschnellen Laden ankommt, damit das Material nicht so schnell altert. Mathias Wiecher sieht die Technik (stellvertretend für seine Kunden) aus der Perspektive des Anwenders: Fahrer von Elektroautos verlassen sich auf die Ladesäulen, die stets fehlerfrei funktionieren müssen. 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!