Elektromobilität: Tesla will die Batteriekosten drastisch senken
Der Vorsprung von Tesla gegenüber deutschen Herstellern ist schon jetzt beachtlich.
Foto: BloombergSan Francisco, Düsseldorf, Tokio. Seit Monaten wartet die Branche gespannt auf Teslas „Battery Day“. Die Tesla-Beobachter wühlten sich durch Elon Musks kryptische Tweets und Patente von Tesla, um Prognosen zu treffen, was der Unternehmer in seiner Zentrale in Palo Alto denn wohl präsentieren könnte. Am Dienstag ist es endlich soweit. Dann wird Musk auf dem „Battery Day“ das Geheimnis lüften.
Die Erwartungen sind jedenfalls gewaltig. Die Tesla-Beobachter befassten sich sogar mit dem Muster eines Schwarz-Weiß-Bildes auf der Einladung zu dem Event. Dieses interpretierten viele als die Silizium-Nanodrähte einer neuartigen Batterie, die Musk womöglich vorstellen wird. Sie soll eine höhere Energiedichte und eine längere Lebensdauer haben.
Eine Million Meilen – so lange sollen die neuen Tesla-Batterien halten, wie spekuliert wird. Mit einer Fahrleistung von 1,6 Millionen Kilometern hätten sie eine längere Lebensdauer als das Fahrzeug selbst. Das wäre eine tiefgreifende Änderung in der Autobranche: teure und umweltschädliche Batteriewechsel würden bei Elektroautos entfallen.
Die neuen Batterien sollen zudem deutlich unter 100 Dollar die Kilowattstunde kosten – und damit unter der Grenze liegen, die der Marktforscher Bloomberg NEF 2017 noch frühestens 2030 für erreichbar hielt. Zusammen mit einer höheren Energiedichte würde die Batterien bessere Reichweiten von Teslas Fahrzeugen bei gleichbleibendem Batteriegewicht ermöglichen.
Musk hatte den „Batterietag“ erstmals Mitte 2019 angekündigt. Seither explodierte der Kurs der Tesla-Aktie. Allein in den vergangenen zwei Monaten legte der Elektroautohersteller ganze 200 Milliarden Dollar an der Börse zu.
Allerdings dämpfte der Tesla-Chef am Montagabend die Erwartungen: Was der E-Auto-Bauer am Dienstag beim „Battery Day“ an Verbesserungen vorstellen werde, könne erst nach 2022 in großer Stückzahl gefertigt werden, schrieb Musk auf Twitter. Tatsächlich plane Tesla, bei Panasonic, LG Chem, CATL und möglicherweise weiteren Herstellern mehr Batterien zu kaufen. Die Tesla-Aktie fiel im nachbörslichen Handel zunächst um fast sechs Prozent.
„Gravierenden Wettbewerbsnachteil“ für deutsche Hersteller
Der Vorsprung von Tesla gegenüber deutschen Herstellern ist schon jetzt beachtlich. Der beläuft sich auf „zwei bis drei Jahre“, wie ein Unternehmensberater sagt, der mit Rücksicht auf seine deutschen Kunden lieber nicht genannt werden will. „Vor allem im Batteriemanagement und der Auswertung und Umsetzung von Daten für die Batteriesteuerung ist Tesla führend.“
Laut Andreas Radics, Partner der Automobilunternehmensberatung Berylls, gehen die deutschen Hersteller noch zu häufig mit dem Gießkannen-Prinzip vor und forschen an zu vielen Antriebstechnologien: Wasserstoff, Batterien, Verbrennungsmotoren. „Es gibt keine klare Strategie“, sagt Radics.
Die deutschen Hersteller seien einem „gravierenden Wettbewerbsnachteil“ ausgesetzt, warnt Peter Mertens, ehemaliger Entwicklungsvorstand von Audi. „Die Industrie und Politik haben geschlafen.“ Selbstkritisch sieht er sein eigenes Zögern bei Lithium-Ionen-Batterien.
Er habe lange an Brennstoffzellen geglaubt. Es sei eine „Fehleinschätzung“ gewesen, nicht mehr in Batterietechnik zu investieren. „Als kleiner Hersteller hätten wir die Milliarden an Investitionen aber auch nicht tätigen können“, sagt Mertens, der zu der kritischen Zeit von 2011 bis 2017 bei Volvo die Entwicklung leitete.
Die Gewinnmargen von Elektroautos sind niedrig, nicht zuletzt wegen aufwendiger Batteriesysteme – das mit Abstand teuerste Bauteil von Elektroautos. Bei einem herkömmlichen Auto kostet ein 135 PS-starker Verbrennungsmotor plus Antriebswerk 4500 bis 5500 Euro, so die Berechnung der Beratung PwC.
Ein vergleichbares Elektroauto ist dagegen mit durchschnittlich 9500 Euro deutlich teuer. Der Löwenanteil dieser hohen Kosten entfällt dabei auf das Batteriesystem. Laut PwC sind das rund 80 Prozent.
Nur mit besseren und preiswerteren Batterien können Hersteller Geld mit Elektroautos im Massenmarkt verdienen. Und das, obwohl im vergangenen Jahrzehnt erstaunliche Fortschritte erzielt wurden. Kostete 2010 die Kilowattstunde einer Lithium-Ionen-Batterie noch knapp 1200 Dollar, liegt der Preis heute bei nur noch 156 Dollar.
100 Dollar gelten bei Experten als magische Preisgrenze, nach deren Unterschreitung Elektroautos mit herkömmlichen Fahrzeugen mithalten können. Nach Berechnung des Batteriespezialisten Cairn Energy Research schafft Tesla derzeit 120 Dollar je Kilowattstunde, gefolgt von VW mit ungefähr 140 Dollar. „Keiner ist näher dran als Volkswagen“, sagt Sam Jaffe, Batterieexperte von Cairn Energy Research, der General Motors auf Platz Drei sieht.
Die Frage, ob sich eine eigene Zellproduktionen lohnt, bewegt die Auto- und Zulieferbranche seit Jahren. Batterien bestehen aus einer Vielzahl von Zellen, die zu Modulen zusammengebaut werden – daher der Name, der aus dem Französischen für die Zusammenstellung mehrerer Geschütze beim Militär steht.
Alle Autohersteller arbeiten mit Lieferanten für die Zellfertigung zusammen. VW baut mit dem schwedischen Partner Northvolt in Salzgitter eine Fabrik auf. Daimler und BMW hingegen kaufen die Zellen bei Zulieferfirmen und fertigen daraus dann selbst ihre Batterien.
Derzeit führen LG Chem aus Südkorea und Chinas CATL – dem Kooperationspartner von Tesla in China – die Weltrangliste des Marktforschers SNE Research an. Der einstige Erstplatzierte Panasonic aus Japan – der einstmals exklusive Kooperationspartner von Tesla – liegt nur noch auf dem dritten Rang.
Tesla scheint bei der Zellproduktion immer mehr Produktionsschritte ins Haus holen zu wollen – die bald auch in der neuen Teslafabrik in Grünheide zum Tragen kommen könnten. Nach Ansicht von Experten wird Tesla beispielsweise die Größe der Batteriezellen deutlich erhöhen, was eine höhere Leistung bringt, aber bislang aufgrund der Kühlung als schwierig galt.
Tesla will Energiemarkt aufrollen
Wie wichtig ist die Reichweite als Verkaufsargument für Elektroautos? In der Autobranche ist das durchaus umstritten. Es mache „keinen Sinn, eine Schlacht um die größtmögliche Reichweite zu führen“, sagte Porsches Entwicklungschef Michael Steiner vor wenigen Tagen. Die 400 Kilometer, die sein Taycan erreicht, seien vernünftig. Je größer die Batterie, desto mehr Energie sei in Herstellung und Betrieb nötig. Und für Strecken über 400 Kilometer sei ein dichtes Netz an Schnellladesäulen wichtiger.
Bei Tesla ist man da anderer Meinung. „Schon als wir das Model S entwickelt haben, war mir klar, dass dessen Reichweite für 98 Prozent der Leute ausreichen wird“, sagt Eric Bach. Zu der Zeit schaffte das Model S nur 400 Kilometer. Trotzdem setzten Bach und Tesla alles daran, die Reichweite zu erhöhen. Heute ist Bach beim US-Start-up für Elektroautos Lucid Vizepräsident für Hardware Engineering zuständig, früher arbeitete er für Volkswagen und von 2012 bis 2015 bei Tesla.
Angst, auch Reichweitenangst, ist nun mal irrational. „Wir wollen das Thema Reichweitenangst ein für alle Mal beerdigen“, sagt Bach. Deshalb habe man bei Lucid alles darangesetzt, über 500 Meilen, circa 800 Kilometer, zu kommen.
Ab jetzt gehe es um „Smart Range“ – nicht mehr möglichst viele Kilometer, sondern um eine bestimmte Kilometerzahl mit möglichst wenig Energie. „Tesla ist bislang der Reichweiten- und Effizienzführer“, sagt Bach. „Das nehmen wir denen jetzt weg.“ Traditionelle Autohersteller hätten die Themen Batterie und E-Antrieb lange unterschätzt und ausgelagert „Die wollten erst nur Compliance Cars bauen, um die Flottengrenzwerte einzuhalten“, sagt der Ingenieur.
„Wir entwickeln die ganze Technologie bei uns, weil das, was wir bei Zulieferern kaufen können, nicht so vorangeschritten ist wie bei uns“, sagt Bach. Jeder Zulieferer hätte nur seine E-Achse oder seine Leistungselektronik im Blick, nicht das ganze Fahrzeug. „An den Schnittstellen passieren die Reibungsverluste“.
Insgesamt gilt: Batterie- und Elektroautohersteller haben die meisten „low hanging fruits“ schon gepflückt. Zahllose und naheliegende Verbesserungen in Batteriechemie, Softwaresteuerung oder Produktion verbilligten den Preis. Mit jeder Kostenreduktion wird es schwerer und schwerer, die Batterien zu verbessern. Die Ingenieure stoßen an physikalische und chemische Grenzen.
Autos als Stromspeicher
Aus diesem Grund könnte Musk am „Battery Day“ eine Batterie vorstellen, die nicht auf Lithium-Ionen basiert. Eine Schlüsselrolle dabei spielt Jeff Dahn. Der kanadische Professor gilt als einer der wegweisenden Entwickler des Lithium-Ionen-Akkus. Mit Tesla ist er seit 2016 eng im Projekt „Roadrunner“ vernetzt. „Da haben sich zwei gefunden“, sagt ein Berater der Autohersteller und meint damit: Sowohl Musk als auch Dahn sind charismatisch, pragmatisch und durchsetzungsstark.
Dahn arbeitet an einer Batterie, die ohne Kobalt auskommt und mit anderen Metallen wie Nickel und Mangan arbeitet. Schon länger spricht Dahn von der „Eine-Million-Meilen“-Batterie. Bislang geben Hersteller auf ihre Batterien eine Garantie für acht Jahre oder 200.000 Kilometer. Auf Twitter schrieb Musk Mitte 2019, dass das Model 3 auf eine Fahrleistung von 1,6 Millionen Kilometer ausgelegt sei, während „derzeitige Batteriemodule 480.000 bis 800.000 Kilometer halten“.
Eine Batterie, die länger hält, hat viele Vorteile: Sie erhöht den Wiederverkaufswert eines Fahrzeuges, schließlich macht sie rund 30 Prozent des Verkaufspreises aus. Auch steigt die Umweltbilanz des Fahrzeuges. Aber für den Alltagsgebrauch ist das fast zu viel des Guten. Niemand fährt so viel mit seinem Auto. Tesla könnte ganz andere Pläne hegen, die sich in einer Patentanmeldung von Professor Dahn zu neuartigen Batteriezellen nachlesen lassen: „Wir kommen zu dem Schluss, dass diese Art von Zellen ein Elektrovehikel mehr als 1,6 Millionen Kilometer antreiben und mindestens zwei Jahrzehnte in der Stromspeicherung vorhalten.“
Der letzte Satz könnte einen weiteren möglichen Nutzen der Langlebigkeit zeigen: die Autos wären Stromspeicher. „Man schließt einen Vertrag mit dem Versorger ab, dass sie das Auto für die Speicherung und Auslieferung von Strom innerhalb bestimmter Vorgaben nutzen dürfen“, sagte Dahn in einem kürzlichen Interview mit einem Fachmagazin. „Dafür braucht man eine langlebige Batterie.“
Energiespeicherung als weiteres Geschäftsfeld
Die Geschäftsidee: Tesla-Fahrer könnten ihre Autos zum Speichern von Sonnen- oder Windenergie nutzen, um sie zurück ins Netz zu speisen, wenn die Sonne nicht scheint oder der Wind nicht weht. Das Tesla im Energiesektor unterwegs ist, ist kein Geheimnis. In Deutschland verschickte das Unternehmen bereits E-Mails an Kunden, ob sie neben dem Elektroauto und den dazu angebotenen Solaranlagen und Heimspeichern auch Interesse an einem „speziell entwickelten Tesla Stromtarif“ hätten.
Nach einer neuen Schätzung von US-Investmentbank Piper Sandler wird Tesla Energy von derzeit 1,5 Milliarden Dollar auf 12,4 Milliarden Dollar Umsatz 2023 steigen – um 2030 ganze 200 Milliarden Dollar zu erreichen.