Abb. 5: Ebene 2 – Mindestpreis, ab dem Technologien zur Reduktion von CO2-Emissionen, rentabel sind CO2-Preis in EUR pro Tonne CO2 (EU Emissions Trading Scheme)
- CCS steht für Carbon Capture and Storage (zu deutsch: Kohlenstoffabschneidung und — speicherung). Quellen: Morgan Stanley
Abb. 6: Ebene 3 – der technologische Fortschritt bestimmt, welche Rohstoffe künftig verstärkt nachgefragt werden
Bemerkung: Hellblau umrahmte Elemente gewinnen an Bedeutung. Quelle: Tesla
- Ebene 3 – Rohstoffe der Zukunft (Abb. 6): Schließlich müssen wir die Rohstoffe identifizieren, die hierbei eine tragende Rolle spielen. Neben den Technologien aus Ebene 2 hat die Automobilbranche einen erheblichen Beitrag zum Gelingen der Energiewende zu leisten. Gehen wir dies exemplarisch für einen Tesla Model S durch.
Etwa die Hälfte des Fahrzeugs besteht aus Stahl, gefolgt von Aluminium und Kupfer. Durch das sogenannte Giga-Casting – das Chassis wird dabei im Spritzgussverfahren hergestellt und besteht nur noch aus drei statt wie bisher aus über 100 Teilen – könnte sich der Aluminiumanteil künftig stark erhöhen. Dabei wird eine Legierung aus Aluminium (89,5 %) und Silicium (8,5 %) verwendet. Dies reduziert nicht nur die Fertigungskosten, sondern senkt auch das Gewicht, was während des Betriebs Energie und CO2-Emissionen einspart.
Der größte Fortschritt ist jedoch bei der Fertigung der Batterie zu beobachten.
Am Negativpol (Anode) wird Grafit durch Silicium ersetzt, was die Aufnahmefähigkeit für Lithium-Ionen um den Faktor 9 erhöht. Das steigert den Energiefluss und reduziert die Ladezeit der Batterie. Am Pluspol (Kathode) werden entlang der Metalloxide bei NCM- (Nickel, Kobalt, Mangan) und NCA-Modellen (Nickel, Kobalt, Aluminium) zunächst kritische Elemente wie Kobalt ausgegrenzt, der Anteil von Nickel erhöht und mittelfristig gänzlich durch Eisenphosphat ersetzt. Langfristig könnte gar Lithium durch Sodium ersetzt werden.
Abb. 7: Welche Rohstoffe stecken in der Energiewende?
Quellen: Interntionale Energy Agency, McKinsey, Metzler, Stand 2021; EV: electric vehicle
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