Wieso das E-Auto nicht in Fahrt kommt

Dem Elektromotor gehört die Zukunft? Diese Hürden müssen erst noch überwunden werden.

Ohne sie sind die CO2-Normen nicht einzuhalten: Elektroautos. (Foto: Keystone/Christian Beutler)

Ohne sie sind die CO2-Normen nicht einzuhalten: Elektroautos. (Foto: Keystone/Christian Beutler)

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Noch spielen die Autofahrer nicht mit: Zwar äussert Jeder und Jede Betroffenheit ob der Klimaerwärmung, und alle wollen saubere Luft. Gleichwohl fahren nicht immer weniger, sondern immer mehr trinkfeste Geländewagen durch die Gegend. Bis die Konsumenten die Nachfrage nach Elektrofahrzeugen antreiben, kann es 2025 werden. Bis dahin werden strengere Abgas- und CO2-Normen den Anstoss geben müssen.

Um die Klimaerwärmung aufzuhalten, gilt in Europa per 2021 für den CO2 ein Gesamtflottendurchschnitt von 95 Gramm je Kilometer. Bis 2030 soll der Grenzwert auf 60 Gramm sinken, 2007 waren es noch knapp 160 Gramm. Ein Durchschnitt von 95 Gramm lässt sich mit Benzin und Diesel nicht erreichen. Strom als weitere Energiequelle ist unverzichtbar.

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Wie hoch die Hürden auf dem Weg zu einer attraktiven E-Mobilität sind, lässt sich entlang der Wertschöpfungskette aufzeigen. Eher begrenzt sind da zunächst die Herausforderungen in der Energieproduktion. So gehen Branchenexperten davon aus, dass der mit E-Mobilität verbundene Mehrverbrauch an Strom zumindest in den kommenden Jahren durch Einsparungen andernorts wettgemacht werden kann. Effizienzgewinn durch besseres Netzmanagement heisst das Zauberwort.

Die nötigen Investitionen sind mit überdurchschnittlich hohen Risiken verbunden.

Dazu allerdings sind immense Investitionen in die Stromnetze notwendig, die sich nicht in ein paar Jahren tätigen lassen. Parallel dazu muss eine Lade-Infrastruktur aufgebaut werden. Hier liegt die Schweiz im Vergleich zu anderen Ländern Europas weit zurück. Doch es tut sich was. Viele Player wittern Chancen. Was dabei herauskommt, ist aber noch völlig offen.

Die grösste Hürde auf dem Weg ins E-Mobilität-Zeitalter stellen derzeit die Batterien dar, primär wegen der Kosten. Zwar hilft der technologische Fortschritt, die Ladezeit zu verkürzen, die Effizienz zu erhöhen und die Kosten je Kilowattstunde immer mehr zu senken. Doch jeder technologisch gewonnene Rappen droht durch steigende Preise der Rohstoffe wieder verloren zu gehen.

Sei es die Stromverteilung, das Ladenetz, die Fahrzeuge oder die Batterien: Die nötigen Investitionen sind mit überdurchschnittlich hohen Risiken verbunden. Die Industrie ist gefordert.

Die Infrastruktur ist das Problem

Die Elektrifizierung des Individualverkehrs steckt noch in den Kinderschuhen. Doch was bedeutet der anstehende Ausbau für Stromproduktion und Netzinfrastruktur? «Auch bei einer hohen Elektrifizierungsquote wie in Norwegen (30 Prozent) steigt der gesamte Strombedarf nicht signifikant», konstatiert Frank Mühlon, bei ABB global verantwortlich für das Geschäft mit Infrastruktur für Elektromobilität. Auch Schweizer Stromerzeuger rechnen mit einem Nullsummenspiel: «Ich sehe nicht, dass in den nächsten drei bis fünf Jahren aufgrund der Elektromobilität Produktionskapazitäten zugebaut werden müssten», sagt Markus Brokhof, Leiter Digitales und Verkauf bei Alpiq. Der steigende Stromverbrauch würde durch Energieeffizienzmassnahmen und Eigenproduktion der Privathaushalte wettgemacht. «Das sind gegenläufige Effekte, die sich teilweise kompensieren werden», prophezeit Brokhof.

Was muss das Netz leisten?

Dass Effizienzgewinne eine Voraussetzung für die Realisierung der E-mobilen Zukunft sind, glaubt auch Jürgen Baumann, Energie- und Digitalexperte bei Siemens. Er geht davon aus, dass allein durch die Verbesserung der Energieeffizienz von Gebäuden der Schweizer Energieverbrauch um 30 Prozent reduziert werden könnte. «Das verlangt aber nach Investitionen», schiebt er nach. Und er sieht weitere Hürden. Um Stromnetz, Gebäude, Ladestationen und E-Autos verbinden und integrieren zu können, brauche es noch gemeinsame Übertragungsstandards – «eine gemeinsame Sprache für diese noch getrennten Sphären». Heute werden die theoretischen Grundlagen gelegt, die Standards definiert. Die Integration dürfte erst in zehn Jahren Realität werden, schränkt er ein.

Anteil Elektrofahrzeuge an neuen Personenwagen

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Die Netzinfrastruktur wird sich situativ an die neuen Bedürfnisse anpassen. So lautet der Tenor bei regionalen Versorgern wie den Elektrizitätswerken des Kantons Zürich (EKZ): «Wir bauen das Netz nicht vorsorglich für einen noch ungewissen Anstieg der E-Mobilität aus», sagt Philippe Pouget, Leiter der Unternehmensentwicklung. Schon heute werde das Netz bedarfsorientiert ausgebaut, etwa wenn ein grosses Rechenzentrum angeschlossen werde. Überhaupt ist für die Netzinfrastruktur nicht die Energiemenge das Problem, sondern die Netzleistung. «Die Herausforderung liegt beim Netzmanagement. Spannungsspitzen müssen gebrochen werden», sagt Jürgen Baumann.

Netze sind nicht smart

Intelligentes Netzmanagement und dezentrale Stromerzeugung werden unter «Smart Grids» zusammengefasst. Sie sollen die effizientere Nutzung der Stromnetze sicherstellen. Das ist in der Schweiz aber in weiten Teilen noch nicht der Fall. «Derzeit sind weniger als 5 Prozent des Schweizer Verteilnetzes smart im engeren Sinn», stellt Brokhof fest. Vielerorts befinde man sich noch bei Testversuchen mit Insellösungen und Microgrids. Das Potenzial von Smart Grids sei bei weitem nicht ausgeschöpft.

Gemäss Brokhof würden Smart Grids in den nächsten drei bis fünf Jahren wegen der geringen Penetration der Elektromobilität aber noch gar nicht gebraucht. Intelligentes Energie-Management werde sich unabhängig von der Verbreitung von E-Autos durchsetzen. Unmittelbaren Handlungsbedarf gebe es aber, und zwar «auf der letzten Meile», wo die Ladestationen angebaut werden. Lokale Leitungskapazität sowie genug grosse Hausanschlüsse sind hier die Herausforderungen. Das Stromnetz wird also mitwachsen – zunächst im konventionellen Sinne, später als dezentrale, smarte Netzstrukturen.

Heute wird Elektromobilität in einem Atemzug mit dem Ausbau von E-Ladestationen in Verbindung gebracht. Im Vergleich zu Städten wie Oslo oder Amsterdam, die 688 respektive 650 Einwohner pro Ladesäule aufweisen, ist die Schweiz ein Entwicklungsland. In der Wirtschaftsmetropole Zürich müssen sich heute rund 18'000 Einwohner eine Säule teilen.

Kleines Land, viele Player

Viele Player wollen sich ein Stück des Kuchens sichern. Da sind etwa die Betreiber von öffentlichen E-Ladestationen. Das umfasst die grossen lokalen Akteure wie Greenmotion (Schweizweit 790 Stationen), Move (620), Swisscharge (150) oder Repower (120). Hinzu kommen auch kleine wie Amag, BMW, Tesla oder auch Einzelhändler wie Migros und Lidl. Viele mischen mit, ziehen aber nicht am selben Strang: «Der Aufbau der Lade-Infrastruktur wird untereinander nicht koordiniert», stellt Brokhof lapidar fest. Zudem drängen erste ausländische Anbieter in den Markt.

Dazu zählt etwa Ionity, eine Gemeinschaftsübung europäischer Autohersteller wie BMW, Daimler, Ford und VW. In der Schweiz arbeitet das Konsortium mit Al-piq und Tankstellenbetreibern zusammen, um eine Präsenz von fünf bis zehn Schnellladestationen aufzubauen, sagt ein Ionity-Sprecher. Die Stationen sollen bis zu 350 kWH leisten, der heutige Standard liegt bei 50 kWH. Die erste Schweizer Ionity-Station soll demnächst an einer Autobahn-Raststätte im luzernischen Neuenkirch eröffnet werden.

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In den Ionity-Ladesäulen steckt ABB-Technik. Denn neben Betreibern von Ladestationen, Herstellern von E-Mobilen und Stromversorgern, die mit dem Verkauf von Installationsdienstleistungen Geld verdienen wollen, wittern auch Technologie-Zulieferer das grosse Geschäft. «E-Mobilität betrifft drei von vier unserer Divisionen», sagt Frank Mühlon von ABB. «Robotics and Motion baut Elektroantriebe für Busse, die Division Elektrifizierungsprodukte liefert alles vom Unterwerk bis zum Ladestecker und die Division Stromnetze stellt Produktion, Stromübertragung und -management sicher», legt er aus. Dabei arbeite ABB mit Autobauern, Lade-Infrastruktur-Betreibern, Stromerzeugern und immer mehr auch Tankstellenbetreibern zusammen.

Obsolete Ladestationen?

Ob ein flächendeckendes Netz teils noch langsamer Ladestationen den Durchbruch der E-Mobilität beschleunigen wird, ist indes umstritten. «Wir glauben nicht, dass der Aufbau einer flächendeckenden öffentlichen Lade-Infrastruktur nötig sein wird», sagt Philippe Pouget vom EKZ. Schliesslich sei jeder Garagenplatz eine potenzielle Ladestation. Private würden ihre Fahrzeuge primär zuhause über Nacht oder tagsüber am Arbeitsplatz aufladen. Deshalb sei in erster Linie die Installation von Ladestationen in Garagen von Einfamilienhäusern und Tiefgaragen von Überbauungen für den EKZ kommerziell interessant.

Gemäss Markus Brokhof von Alpiq ging man ursprünglich von E-Autos als Kurzstrecken- und Stadtfahrzeugen aus. «Das Gegenteil ist derzeit zu beobachten», E-Autos würden zu Langstreckenfahrzeugen mit immer grösseren Speichern, die in immer kürzerer Zeit aufgeladen werden können. Zukünftige Batteriepakete sollen Strecken von 600 bis 800 km erlauben, sagt er. Mit zunehmender Reichweite muss man nur noch in Ausnahmesituationen extern tanken, etwa an den Schnellladestationen entlang von Autobahnen.

Hinzu komme, dass Ladetechnologie nach etwa fünf Jahren veraltet sei, gibt Pouget vom EKZ zu bedenken. «In dieser kurzen Zeit lässt sich eine Investition in öffentliche Ladeinfrastruktur kaum amortisieren, geschweige denn eine attraktive Rendite auf die Investition erzielen», stellt er nüchtern fest.

Batteriehersteller suchen Lösungen

Alle Elektrofahrzeuge werden heute durch eine Lithium-Ionen-Batterie mit Strom versorgt (zu Aufbau und Funktionsweise vgl. Grafik unten). Deren interne Zusammensetzung variiert allerdings von Hersteller zu Hersteller. Unterschiedlich können insbesondere die Kathoden, die dem Strom erlauben, die Batterie zu verlassen, zusammengesetzt sein. Dabei kommen verschiedene Metallkombinationen zur Anwendung.

Die zurzeit populärste Metallkombination, die für Kathoden eingesetzt wird, ist Lithium-Nickel-Kobalt-Mangan-Oxid (NCM). Sie besteht aus annähernd gleich viel Nickel (30 Prozent), Kobalt (30 Prozent) und Mangan (28 Prozent). Lithium, das der Batterie den Namen gibt, hat einen Anteil von 12 Prozent an der Metallkombination. NCM-Kathoden gefallen Elektrofahrzeug-Herstellern wegen ihrer niedrigen Selbsterhitzungsrate. Das schmälert die Überhitzungsgefahr der Batterie und erhöht deren Betriebssicherheit. Weiter sorgt diese Metallkombination für eine gute Leistung, das heisst eine hohe Energiedichte. Batterien mit NCM-Kathoden kommen etwa in Elektrofahrzeugen von BMW, Mercedes-Benz, Hyundai oder Kia zum Einsatz.

So funktionieren Lithium-Ionen-Batteriezellen

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Ein Nachteil von NCM-Kathoden ist ihr relativ hoher Kobaltgehalt. Kobalt ist ein knapper Rohstoff – sein Preis kletterte deshalb 2017 angesichts einer steigenden Nachfrage über 120 Prozent. An der Knappheit von Kobalt, so wird prognostiziert, dürfte sich in den nächsten Jahren nichts ändern. Das setzt Hersteller von Batterien mit NCM-Kathoden einem erheblichen Preissteigerungsrisiko aus.

Suche nach dem besten Mix

Dieser Nachteil von NCM-Kathoden hat die Suche nach alternativen Metallkombinationen angeheizt. Ein bedeutendes Wachstumspotenzial wird dabei von Branchenanalysten der Kombination Lithium-Nickel-Kobalt-Aluminium-Oxid (NCA) zugebilligt. NCA-Kathoden haben zurzeit die höchste Energiedichte aller in Elektrofahrzeug-Batterien eingesetzten Kathoden.

Ein anderer Vorteil von NCA-gegenüber NCM-Kathoden ist ihre preisliche Wettbewerbsfähigkeit. Dafür verantwortlich ist ein höherer Nickelgehalt (73 Prozent) bei gleichzeitig niedrigerem Kobaltanteil (14 Prozent). Ein Nachteil von Batterien mit hohem Nickelgehalt ist, dass sie zu Instabilität neigen. Ein prominenter Verwender von Batterien mit NCA-Kathoden ist Tesla.

Eine nochmals andere Metallkombination für Kathoden in Batterien heisst Lithium-Eisen-Phosphat (LFP). Wie der Name sagt, verwendet diese Zusammensetzung für Kathoden Eisen und Phosphat anstelle von Nickel und Kobalt. LFP-Kathoden werden zurzeit vor allem in Batterien angewendet, die chinesische Hersteller in Elektrofahrzeuge einbauen. Grund sind die niedrigeren Kosten im Vergleich zu anderen Metallkombinationen. Dazu kommt, dass Batterien mit LFP-Kathoden ein langes Zyklusleben aufweisen und durch hohe thermale Stabilität glänzen.

Die Beschränkungen der Batterien mit neuer Technologie zu überwinden, ist schwierig.

Ein Nachteil von Batterien mit LFP-Kathoden ist, dass sie eine niedrigere Energiedichte aufweisen als solche mit NC-Moder NCA-Kathoden. Das macht sie weniger attraktiv für die Hersteller von High-End-Elektrofahrzeugen, die wie Tesla versuchen, die Effizienz zu maximieren.

Transparency Market Research schätzt, dass der globale Markt für Lithium-Ionen-Batterien bis 2024 auf ein Volumen von 77 Milliarden Dollar wachsen wird, von 30 Milliarden Dollar in 2015. Wichtigste Hersteller sind zurzeit CATL (China; Kapazität in 2017: 40 Gigawattstunden), LG Chem (Südkorea; 23), BYD (China; 18), Samsung SDI (Südkorea; 12), Tesla/Panasonic (USA/Japan; 7) und Microvast (USA; 6). Alle planen in den nächsten Jahren mehr oder weniger grosse Kapazitätserweiterungen. Schlagzeilen machten in diesem Zusammenhang vor allem Tesla und Panasonic mit dem Bau der Gigafactory in den USA.

Neue Dimensionen im Visier

Die drei Kathoden-Beispiele zeigen, dass jede Art von Lithium-Ionen-Batterien ihre Beschränkungen hat. Die Forschung nach besseren Alternativen läuft deshalb auf Hochtouren. Namen, die kursieren, sind etwa Nickel-3D-Zink-, Zink-Luft-, Lithium-Luft- oder Festkörper-Batterien.

Doch die Beschränkungen der Lithium-Ionen-Batterie mit neuer Technologie zu überwinden, ist nicht einfach. Die Entwicklung einer funktionierenden Batteriezelle, die sich für die Massenproduktion und den Einbau in ein Batteriepack eignet, ist harte Arbeit. Sie muss unzählige Lade-/Entladezyklen zulassen, eine hohe Leistung (Energiedichte) aufweisen, wenig Volumen und Gewicht haben, nicht überhitzen und jahrelang absolut sicher eingesetzt werden können.

Und ein neuer Batterietyp sollte preislich noch günstiger sein als der vorherige. Die Batteriekosten sind in den vergangenen Jahren stetig gefallen – von 700 Dollar pro Kilowattstunde (kWh) in 2009 auf 150 bis 175 Dollar pro kWh heute. Die Analysten von Boston Consulting Group (BCG) prognostizieren, dass die Kosten bis 2025 auf 80 bis 105 Dollar und bis 2030 auf 70 bis 90 Dollar weiter sinken werden.

Erwartete Entwicklung der Batteriekosten

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Voraussetzung, dass diese Prognose wahr wird, ist allerdings, dass es gelingt, Batterien zu entwickeln, die weniger knappe und deshalb teure Rohstoffe benötigen. Geht das nicht, so befürchten die Analysten von Berenberg, dass der Rückgang der Batteriekosten mittelfristig bei etwa 160 Dollar pro kWh zum Stillstand kommen könnte. Das wäre deutlich höher als die 100 Dollar pro kWh, die die Berenberg-Experten als nötig erachten, damit Elektrofahrzeuge preislich gegenüber Autos mit herkömmlichem Verbrennungsmotor konkurrenzfähig werden.

Rohstoffe sind grösstes Handicap

Für Elektrofahrzeuge braucht es spezifisch auf den Elektroantrieb und die Batterien ausgerichtete Rohstoffe. Dazu zählen etwa Kupfer, Lithium, Kobalt. Nickel, Grafit und Neodym. Doch einige dieser Rohstoffe sind knapp oder die Herkunftsländer und Abbauumstände problematisch.

Die UBS hat ausgerechnet, wie sich der Bedarf an bestimmten Rohstoffen verändern würde, wenn die Welt zu 100 Prozent aus Elektrofahrzeugen bestünde. Die Nachfrage nach Lithium etwa stiege gegenüber heute 2511 Prozent, der Bedarf an Kobalt 1928 Prozent (vgl. Grafiken unten). Grafit, Nickel und Seltene Erden, darunter Neodym, verzeichneten Nachfragezuwächse von 100 Prozent und mehr.

Eine so hohe Nachfrage bleibt nicht ohne Auswirkung auf die Reserven der Rohstoffe. So würde in einer zu 100 Prozent aus Elektrofahrzeugen bestehenden Welt die Nachfrage eines Jahres nach Kobalt die Vorräte gut ein Drittel schwinden lassen. Beträchtliche Schwünde ergäben sich auch bei Aluminium (–10 Prozent) und Lithium (–7 Prozent).

Natürlich ist eine Welt, die zu 100 Prozent aus Elektrofahrzeugen besteht, ein unwahrscheinliches Szenario. Es macht aber deutlich, dass die Nachfrage nach bestimmten Rohstoffen gross ist, wenn die E-Mobilität so kräftig an Bedeutung gewinnt, wie allgemein angenommen wird. In der Versorgung mit den Rohstoffen könnte es dabei zu Problemen kommen, wie an drei Beispielen gezeigt werden soll.

Auswirkungen auf Rohstoff-Nachfrage (wenn jeder ein E-Auto führe)

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Als knappe Rohstoffe gelten – der Name sagt es – die Seltenen Erden, im Fall der E-Mobilität besonders das Metall Neodym. Es wird für Hochleistungsmagnete gebraucht, die für eine besonders effiziente Energieumwandlung im Elektromotor sorgen. Dabei geht es um rund 500 bis 1000 Gramm Neodym pro Elektromotor. Das Problem: Seltene Erden sind nicht nur rar, sondern auch noch schwer zu bekommen. Denn der Hauptlieferant China hat die Ausfuhr beschränkt. Das ist problematisch, weil 97 Prozent der Seltenen Erden aus dem Reich der Mitte kommen.

Kobaltabbau im Gerede

Zu reden geben auch die Abbaubedingungen bei diesen als Gold der Zukunft bezeichneten Metallerzen. Beim Schürfen nach Seltenen Erden entsteht giftiges Abwasser, das – wenn nicht sorgfältig entsorgt – die Landschaft und das Grundwasser verschmutzt.

Schwierig ist die Lage auch bei Kobalt. Dieses Element wird in immer grösseren Mengen für Batteriekathoden eingesetzt. Die Hauptabbaugebiete von Kobalt liegen in Zentralafrika und dort vor allem im Krisenstaat Kongo. Verpflichtende Sozial- und Umweltstandards für den Bergbau gibt es in diesem Land nicht, Kinderarbeit und illegaler Abbau sind an der Tagesordnung. Und jetzt hat auch noch die Regierung des Kongo entdeckt, dass das Land über gefragte Rohstoffe verfügt. Sie will deshalb die Steuern auf dem Abbau der Rohstoffe erhöhen.

Der Schweizer Rohstoffkonzern Glencore geht davon aus, dass im Jahr 2030 jährlich über 300'000 Tonnen Kobalt benötigt werden. Das wären mehr als 300 Prozent der Jahresproduktion von 2016. 2017 bestand ein Angebotsdefizit von rund 10 Prozent. Glencore-CEO Ivan Glasenberg warnte die Hersteller von Elektrofahrzeugen, dass in den nächsten Jahren ein Angebotsengpass in Kobalt drohe.

Nicht viel besser ist die Situation bei Lithium. Dieses Leichtmetall ist Basisbestandteil von Fahrzeugbatterien mit hoher Energiedichte. Es kommt zwar in der Erdkruste häufig vor und ist gleichmässig verteilt, kann aber nur an wenigen Stellen der Erde gewonnen werden. Die grössten Vorkommen befinden sich in Südamerika, Australien und – wiederum – China.

Hohe Lithiumnachfrage

Die Analysten von HSBC erwarten, dass die Lithium-Nachfrage in 2025 mit 420'000 Tonnen zweieinhalbmal so hoch ist wie heute. Damit diese Nachfrage gedeckt werden kann, müsste jedes Jahr ein grösseres Lithium-Förderprojekt in Betrieb gehen – ein schwieriges Unterfangen angesichts der Tatsache, dass Lithium-Projekte in der Vergangenheit wenig Erfolg hatten oder oft nur mit Verspätung realisiert werden konnten.

«Your turn, Elon»Aufruf auf einer Werbetafel am Gebäude des Genfer Automobilsalons 2018

Angesichts der Knappheit bestimmter Rohstoffe, die für die E-Mobilität benötigt werden, hat sich ein regelrechter Wettlauf über den Zugang zu diesen Ressourcen entwickelt. Sehr aktiv sind dabei chinesische Unternehmen. So sicherte sich GEM Mitte März rund ein Drittel der Kobaltproduktion von Glencore in den nächsten drei Jahren. GEM ist einer der grössten Produzenten von Chemikalien und Metallen für Batterien. Glencore ist bei der Förderung von Kobalt mit einem Marktanteil von 27 Prozent globaler Marktführer.

Für Aufsehen sorgt auch der eben über die Bühne gegangene Kauf eines Anteils von 24 Prozent an SQM, Chiles grösstem Lithium-Produzenten, durch Tianqi Lithium. Das chinesische Unternehmen zahlte dafür 4,1 Milliarden Dollar. Verkäufer des Pakets war der kanadische Düngerkonzern Nutrien. Mit dem Erwerb des Anteils erhält Tianqi einen beherrschenden Einfluss auf das weltweite Lithium-Angebot. Das Unternehmen ist dank seiner Talison-Lithium-Mine in Westaustralien bereits einer der grössten Anbieter des Batterierohstoffs. SQM wiederum ist der Lithiumproduzent mit den global niedrigsten Gewinnungskosten und könnte bis 2025 gemäss Schätzungen über die Hälfte der Nachfrage nach dem Metall decken. Die Transaktion mit Tianqi war in Chile umstritten, weil befürchtet wurde, es könnte ein Angebotsmonopol entstehen.

Die E-Offensive der Automobilkonzerne

«Your turn, Elon» – du bist dran, Elon. Der an Elon Musk, CEO und Grossaktionär von Tesla, gerichtete Ausspruch war Anfang März auf einer Werbetafel am Gebäude des Genfer Automobilsalons zu lesen. Der koreanische Anbieter Hyundai bewarb damit das erste rein elektrische Kompakt-SUV am Markt, den Hyundai Kona Electric, lieferbar im Sommer mit bis zu 470 km Reichweite.

Wir liefern, du laferst und hältst deine Zeitpläne nie ein, wird da suggeriert. Doch nicht nur Hyundai liefert. Die Elektro-Offensive der etablierten Autobauer rollt an. Der ebenfalls in Genf gezeigte Jaguar I-Pace ist ein weiteres Beispiel. Diverse andere werden folgen. Das Angebot wird attraktiver. Die Elektromobilität nimmt Fahrt auf (vgl. Tabelle unten).

Und Tesla rennt die Zeit davon. Die Hoffnung, vor der Offensive des Establishments ein tragfähiges Niveau zu erreichen, schwindet. Finanziell geht es dem Hersteller, der das Elektroauto hoffähig gemacht hat, miserabel. Eine weitere Kapitalerhöhung soll es nach Musk aber nicht geben. Tesla werde im dritten und vierten Quartal profitabel und cashflowpositiv sein, twitterte er im April.

Umfangreiche Pläne

Die Pläne der Etablierten für ganz und teilweise elektrifizierte Fahrzeuge – reine E-Automobile und Hybride (vgl. Glossar rechts) – sind umfangreich. Besonders schwungvoll agiert der vom Dieselskandal erschütterte Volkswagen-Konzern (vgl. Tabelle unten). Ebenfalls Druck macht Daimler, wogegen die BMW Group nach mutigen frühen Vorstössen vorübergehend etwas Tempo weggenommen hatte.

E-Pläne ausgesuchter Hersteller

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In Frankreich ist Renault konsequenter als die PSA Group mit den Marken Peugeot, Citroën, DS und Opel. In Japan agiert Renault-Allianzpartner Nissan bei rein elektrischen Fahrzeugen offensiver als Toyota, und in den Vereinigten Staaten ist General Motors weiter als Ford.

Rasant sind freilich auch chinesische Anbieter unterwegs, nicht zuletzt auf staatliches Geheiss. Die Regierung verfolgt in der Elektromobilität und allem, was dazugehört – Fahrzeuge, Batterien, Zulieferer –, grosse Pläne und fördert den dafür notwendigen Strukturwandel intensiv. Dazu kommen weltweit viele Start-up-Unternehmen, die sich im Bau reiner Elektroautos versuchen.

Milliarden über Milliarden werden in das elektrische Fahren investiert. Ford zum Beispiel will bis 2022 deren elf aufwenden. Volkswagen stellt bis 2030 zwanzig «für direkte Investitionen in die Industrialisierung der Elektromobilität» bereit, unter anderem für neue Fahrzeuge auf eigens dafür entwickelten Plattformen, für die Anpassung der Werke sowie für Batterietechnologie und die Batterieproduktion aus zugekauften Zellen.

Automobilhersteller

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«General Motors glaubt an eine rein elektrische Zukunft, doch diese kommt nicht von heute auf morgen», sagte Entwicklungschef Mark Reuss im Oktober an einer Präsentation in Detroit. Das trifft die Sache gut. Die E-Mobilität wird kommen, nur schon wegen der CO2-Normen, wann und in welchem Umfang, ist aber offen. Angesichts interessanter Gegenentwürfe wie der Power-to-Gas-Technologie – mit (überschüssigem) Solar- und Windstrom hergestelltes synthetisches Gas – wird sie zudem nicht alternativlos sein.

Viele Herausforderungen

Motoki Yanase von der Ratingagentur Moody’s bringt es in einer Analyse vom April auf den Punkt: «Die hohen Investitionen in alternative Antriebe tragen das Risiko in sich, dass die Produkte am Markt nicht angenommen werden.» Vielgleisiges Forschen und Entwickeln ist zudem teuer und kostet – wie das Aufkommen neuer Akteure – Marge.

Da zählen Ertrags- und Finanzkraft für Hersteller doppelt, und das umso mehr, als das elektrische Automobil nicht die einzige Herausforderung ist. Das selbstfahrende, das vernetzte und das gemeinsam genutzte Auto haben ebenfalls Potenzial, die Branche durchzuschütteln.

Um breite Akzeptanz zu finden, müssen E-Autos günstiger werden. Niedrigere Batteriekosten sind dafür das A und O. Zudem braucht es eine gute Ladeinfrastruktur, muss die Ladezeit kürzer werden und sind ökologische Bedenken auszuräu-men. Aussicht auf all das besteht. In einer Trendanalyse erwartet BMI Research wegen des politischen Supports und der hohen Investitionen in Batterietechnologie viel Innovation sowie grosse Fortschritte in Sachen Kosten, Effizienz, Lebensdauer, Rezyklierbarkeit und Ladegeschwindigkeit sowie im Bedarf an Seltenen Erden. Stellen sich diese Erwartungen nicht ein, wird es schwierig.

Anspruchsvolle Jahre

Preislich konkurrenzfähig und zugleich auskömmlich für die Anbieter sind Elektroautos heute noch nicht. Renault geht aber davon aus, dass sich die Margen der nächsten Generation bis 2022 dem gruppenweiten Mittel annähern. PSA sieht in der Gesamtbetrachtung der Anschaffungs- und Betriebskosten den Vorteil vor 2025 auf die Seite der Elektrischen kippen.

So gesehen stimmt das Timing der Automobilkonzerne für ihre E-Offensive. Die nächsten Jahre werden aber noch anspruchsvoll, wie Daimler-CEO Dieter Zetsche im April vor den Aktionären darlegte: «Mehr Elektroautos sind gut für die CO2-Bilanz. Aber nicht so gut für unsere Konzernbilanz – jedenfalls vorübergehend.»

Schwierigkeiten in der Produktion wie bei Tesla sollte es dagegen keine geben. Die gestandenen Autobauer sind Fertigungsspezialisten. Sie beherrschen das wichtige Zusammenspiel von Konstruktion und Produktion eines Fahrzeugs – und haben die Erfahrung, das Ganze kosteneffizient auszugestalten. Your turn, Elon.

Die Autozulieferer müssen sich sputen

Nicht nur die Automobilindustrie wird mit dem Aufkommen der Elektromobilität umgeformt. Auch die Zulieferketten werden neu sortiert. Ändert sich die Zusammensetzung des Automobils, wirkt sich das direkt auf die Zulieferindustrie aus. Das eröffnet Chancen, schafft aber auch Bedrohungen.

Je mehr reine Elektrofahrzeuge abgesetzt werden, desto schwächer die Nachfrage nach Komponenten für den klassischen Antrieb. Umgekehrt ist in Themen rund um die Elektrifizierung des Antriebs und um die Bedürfnisse der Elektromobilität ein zum Markt überdurchschnittliches Wachstum zu erwarten.

Anpassen tut not

Langfristig könnte sich bis die Hälfte des Werts eines Automobils von mechanischen Systemen in Richtung Elektronik und elektrische Systeme verschieben, schätzt die US-Bank Morgan Stanley.

Das bringt neue und in der Automobilzulieferung ungewohnte Namen ins Spiel, besonders solche aus dem Elektronikund dem Chemiesektor. Batteriezellen zum Beispiel vereinen in E-Fahrzeugen einen hohen Wertanteil auf sich. Ihre Herstellung ist heute eine Domäne asiatischer Anbieter, koreanischer wie LG Chem und Samsung SDI, japanischer wie Panasonic und immer mehr auch chinesischer wie CATL und Lishen.

In der Schweiz eröffnet die E-Mobilität diversen Gesellschaften ein neues Wachstumsfeld. Beispiele sind Huber + Suhner mit Hochvoltverteilsystemen sowie mit Verbindungs-, Kabel- und Schnellladesystemen, Inficon mit Leckdetektoren für Batteriezellen und -pakete, Lem mit Stromwandlern, Schaffner mit Filtern gegen elektromagnetische Störungen sowie im erweiterten Ökosystem beispielsweise ABB mit Ladestationen und Ladeinfrastrukturlösungen.

Der Absatz von Verbrennungsmotoren und Hybridantrieben wird in fünf Jahren den Höhepunkt erreichen – und danach sinken.

Ihnen stellt sich die Aufgabe, sich gut zu positionieren und bedarfsgerecht zu investieren. Weit mehr gefordert sind allerdings erprobte Zulieferer mit Nähe zum konventionellen Antrieb. Ihnen eröffnet sich kein zusätzliches Wachstumsfeld. Sie müssen sich eines erarbeiten, weil ihr angestammtes Geschäft bedrängt wird.

Gemäss Boston Consulting Group wird der Absatz von Autos, die einen Verbrennungsmotor oder einen Hybridantrieb haben, in fünf Jahren den Höhepunkt erreichen. Danach soll das Volumen sinken, bis 2030 auf das für dieses Jahr erwartete Niveau. Für Komponenten des traditionellen Antriebsstrangs weckt das langfristig keine Fantasie.

Viele Zulieferer müssten deshalb ohne Versprechen auf raschen Ertrag in neue Technologien und Anwendungen investieren und zugleich die bestehenden weiterentwickeln, schreiben die Beratungsunternehmen Roland Berger und Lazard in ihrer Global Automotive Supplier Study 2018. Ihre Kunden, die Autobauer, stehen vor ähnlichen Herausforderungen.

Der Anpassungsprozess läuft. In der Schweiz stellen sich viele Branchenvertreter auf die Bedürfnisse der E-Mobilität ein, so auch der grösste, der Lärm- und Hitzeschutzspezialist Autoneum. In China entsteht eine breite Zuliefererbasis für sogenannte New Energy Vehicles, und auch viele der grossen richten sich auf E-Themen aus, mit Komponenten bis hin zu ganzen Systemen. So konnte Continental-CEO Elmar Degenhart an der Jahreskonferenz im März sagen: «Continental ist einer der wenigen Systemanbieter, der eine komplette Elektrifizierung des Antriebsstrangs aus einer Hand bieten kann.»

Automobilzulieferer

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Das Angebot ganzer Systeme macht es nicht nur Neueinsteigern im E-Automobilbau leichter. Es deutet auch an, dass der Wertschöpfungsanteil der Zulieferer am Automobil weiter steigen wird. Da die Automobilkonzerne zudem mehr Entwicklungsressourcen in neue Technologien lenken und deshalb in anderen Bereichen mehr Arbeit auslagern, bietet sich den Zulieferern auch die Chance, sich als Entwicklungspartner zu profilieren.

Balance der Abhängigkeiten

Dennoch werden sich die Autobauer in so wichtigen Themen wie dem Antrieb nicht in volle Abhängigkeit der Zulieferindustrie begeben. Mit dem E-Antrieb fällt es zwar schwerer als bisher, sich abzuheben, doch es ist möglich. Zudem wollen viele Hersteller die Kontrolle behalten.

Harald Krüger, Konzernchef von BMW, konstatiert: «Die Kompetenz rund um Elektromotoren, Leistungselektronik oder Batteriezellen behalten wir in unserer Hand», wobei er auch auf Kostenvorteile verwies. Obwohl das mit Blick auf Batteriezellen eher unüblich ist, bauen die Münchener ein Kompetenzzentrum Batteriezelle auf, um eigenes Wissen zu erarbeiten.

Zwar sei eine eigene Batteriezellenfabrik aus heutiger Sicht nicht nötig, sagte Produktionschef Oliver Zipse in November dem «Handelsblatt». Mit der Fähigkeit zu einer Grossserienfertigung ab 2021 halte sich BMW aber alle strategischen Optionen offen.

Erstellt: 30.05.2018, 16:02 Uhr

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Glossar Elektrofahrzeuge


  • Mildhybrid: Fahrzeug mit Verbrennungsmotor und einem Elektromotor von geringer Leistung. Letzterer entlastet den Verbrenner in einzelnen Funktionen (was verbrauchsmindernd wirkt), erlaubt aber keinen rein elektrischen Vortrieb. Kann mit dem üblichen 12-Volt- oder, effizienter, mit einem zusätzlichen 48-Volt-Bordnetz kombiniert werden. Laden an einer externen Stromquelle ist nicht möglich. Es geschieht über Energierückgewinnung beim Bremsen und durch den Verbrenner.



  • Vollhybrid: Fahrzeug mit Verbrennungs- und einem stärkeren Elektromotor als im Mildhybrid. Auch hier wirkt die E-Maschine primär unterstützend, doch lassen sich kurze Distanzen auch rein elektrisch zurücklegen. Ein Vollhybrid benötigt Hochvolttechnologie und mehr Batteriekapazität als ein Mildhybrid. Auch er lässt sich nicht extern «bestromen».



  • Plug-in-Hybrid (PHEV, Plug-in Hybrid Electric Vehicle): Fahrzeug mit Verbrennungs- und meist kräftigem Elektromotor; auch mehrere E-Maschinen sind möglich. PHEV sind heute mit Batteriepaketen ausgestattet, die je nach Dimensionierung 30 bis 60 km rein elektrische Fahrt erlauben. Das verhilft ihnen im Normzyklus zu geringen Treibstoffverbräuchen und CO2-Emissionen. Wie bei reinen E-Fahrzeugen werden die Batterien von PHEV über eine externe Stromquelle geladen – durch Einstecken (Plug-in) eines Ladekabels.



  • Batterie-Elektrofahrzeuge (BEV, Battery Electric Vehicle): Rein elektrisch betriebene Fahrzeuge ohne Verbrennungsmotor. Der Strom zur Versorgung des E-Motors/der E-Motoren wird grossen Batteriepaketen entnommen, die sich an einer Ladestation/Steckdose aufladen lassen. Je grösser/leistungsfähiger die Batterie, desto grösser die Reichweite.



Weltweiter Automobilabsatz nach Antriebsart

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Das Elektroauto kommt. Nach Prognosen wie der von Boston Consulting Group braucht es aber Zeit. Bis 2030 wird demnach zwar die Hälfte aller Neuwagen elektrifiziert sein, Batterie-Elektrofahrzeuge werden bis dann aber erst 14 Prozent ausmachen. Der Diesel verliert an Bedeutung, der reine Benzinmotor dagegen bleibt dominant.

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