Geladen - Batteriepodcast zur Energiewende
ZERSTÖRUNG der Donut-Festkörperbatterie 😠 Tests zeigen: Akku nach 20-30 Zyklen tot? Dr. Joachim Sann
updated
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).
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2:25 B wie "Batteriezelle" – Unterschied zwischen Batterie-Zelle, Batterie-Modul und Batterie-Pack
5:00 C wie "Batterie-Chemie" – Welche LiB-Batteriechemien werden derzeit für E-Autos weiterentwickelt?
8:00 D wie „Dichte“ – Was sind hier die aktuellsten Zahlen für Lithium-Batterien? (LFP, NMC, Festkörperbatterien)
11:40 E wie "E-Auto-Reichweiten" – Wie weit fahren die neusten E-Autos?
13:52 F wie „Festkörperbatterien“ – Hand auf’s Herz: Wird es diese „Festkörperbatterie“ jemals geben? (Mehr dazu hier: youtube.com/watch?v=G9LXcvL1w8E)
16:52 G wie „Großbatterien“ – Was sind Großbatterien? (Mehr dazu hier: youtube.com/watch?v=GSv3rN57trs)
18:57 H wie "Heimspeicher" – Was ist der große Unterschied zwischen Batterien für Heimspeicher und E-Autos?
20:51 I wie "Industrie/Gigafactories" – Werden deutsche Batterie- und E-Auto-Bauer erfolgreich sein? (Mehr dazu hier: youtube.com/watch?v=TabhVNr__TU)
22:58 J wie "Batterie-Jobs" – Werden genügend Batteriejobs in Deutschland entstehen?
26:13 K wie „Kathode & Anode" – Was sind Elektroden/Aktivmaterialien in einer Lithium-Batterie?
27:52 L wie "Laden/Schnellladen" – Wie schnell geht das mittlerweile? (Mehr dazu hier: )
30:21 M wie „Batterie-Materialien“ – Gibt’s materialseits Alternativen zu den Lithium-Batterien? (Mehr dazu hier: youtube.com/watch?v=qeWF9uRSXpI)
33:30 N wie „nachhaltig“ – Sind Lithium-Batterien denn heute schon „nachhaltig“? (Mehr dazu hier: youtube.com/watch?v=Hu9qOEu5CNM)
36:17 O wie „Oje, Batterie-Rohstoffe“ (Kobalt, Lithium, Nickel, Graphit) – Warum werden diese Rohstoffe als „kritisch“ bezeichnet?
38:38 P wie Preise – Wieviel kostet eine Batteriezelle pro kWh derzeit? (Mehr dazu hier: youtube.com/watch?v=Nzm5S6TLWTw)
39:32 R wie Recycling – (Wie gut) Kann man Lithium-Batterien recyceln? (Mehr dazu hier: youtube.com/watch?v=rmKf0EF64Lw)
40:58 S wie „Seltene Erden“ – Welche „Seltenen Erden“ befinden sich in Batterien?
42:10 T wie "Batterie-Tipps" – Wie sollte ich meine Batterie behandeln, damit sie möglichst lange lebt? (Mehr dazu hier: youtube.com/watch?v=vxk8iQhFZaY)
43:02 U wie "Batterie-Unternehmen" – Welche Batterieunternehmen aus Asien halten Sie als am erfolgreichsten?
45:16 W wie "Wunderbatterien" – Noch immer sprechen einige Medien von "Superbatterien", gibt's die wirklich?
49:42 X wie "Explosion" – Wie oft explodieren Lithium-Batterien?
51:18 Z wie "Zyklen" – Wie langlebig sind denn die typischen Lithium-Batterien heutzutage?
"Was bisher geschah": Diese Episode soll eine Zusammenfassung, ein Staffel-Ende und Inhaltsverzeichnis zugleich darstellen: Heute liefert unser Stammgast Prof. Maximilian Fichtner (KIT, Uni Ulm, POLiS, CELEST, HIU) einen regelrechten Rundumschlag über ALLE THEMEN DER BATTERIEFORSCHUNG. Zu (fast) jeder Episode kannst du hier im Geladen-Podcast eine eigene Episode zu einem eigenen Experten-Interview finden.
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).
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Kleine Korrektur: Auch wenn in China die Plugin-Hybride (30-40% an allen "NEVs") in den Jahren 2023 und 2024 prozentual immer beliebter wurden, scheint dieses Momentum für 2025 (ca. 15%) auch schon wieder vorbei.
Spiegel-Online-Artikel: "Autoindustrie: Das passiert, wenn Chinas Auto-Blase platzt". Zitatquelle: Linkedin.
Wallstreet-Journal-Artikel: "How China’s BYD Is Squeezing Suppliers in the EV Price War"
Reuters-Artikel: reuters.com/business/autos-transportation/local-chinese-governments-promote-zero-mileage-used-car-exports-inflating-sales-2025-06-23
Die Absatzzahlen stiegen in den letzten Jahren stetig: Über 12 Mio. jährliche Neuzulassungen von "New Electric Vehicles" (NEVs) wurden in 2024 gemeldet, im Jahr 2025 sollen die Verkäufe erstmals die des Verbrennersegments übertreffen.
Trotz dieser beeindruckenden Größenordnung ist der Preisdruck enorm: Die Herstellermargen sanken auf nur noch 4% im Jahr 2024, verglichen mit 6,2 % im Jahr 2020. Insbesondere BYD - Marktführer mit 4,27 Mio. verkauften Elektroautos (NEVs) allein in 2024 - steht beispielhaft für diese Entwicklung: Das Unternehmen hält Preise bewusst niedrig – in einem Segment sind Fahrzeuge bereits für unter 8.000 USD lieferbar – und lagert Lohnzahlungen an Zulieferer massiv hinaus. Aktuell belaufen sich die offenen Verbindlichkeiten auf rund 44 bis 54 Mrd. USD.
Ein weiteres Wachstumslimit sind die über 100 aktiven Automarken in China und 120 neuen Produktionsstätten für Elektroautos, womit sich strukturelle Überkapazitäten abzeichnen! Dieser Produktionsüberhang führt bereits jetzt zu Preiskämpfen: 2024 waren Preisnachlässe bei mehr als 200 Modellen im Markt zu verzeichnen, während nur zehn starke Hersteller rund 85% Marktanteil auf sich vereinen.
Diese Entwicklungen markieren eine klare Divergenz: Wachstum auf der einen Seite, sinkende Profitabilität und gesteigerte Insolvenzanfälligkeit auf der anderen.
Vor diesem Hintergrund diskutieren wir im Podcast zwei Szenarien: Ist der chinesische Markt für E-Autos auf dem Weg zu einer "wirtschaftlichen Blase“, die bald platzt? Oder sieht man hier eine – langfristig gesunde – Marktkorrektur, die Konsolidierung und Effizienzsteigerung zur Folge hat? Die realen Daten zeigen: Eine Konsolidierung ist bereits im Gang, während der überbordende Preisdruck eine potenzielle Instabilität erzeugt – insbesondere wenn Verzugszahlungen oder Verkäufe „neuwertiger“ Fahrzeuge in Form von Nullkilometer‑Gebrauchtwagen hinzukommen, wie aktuell bei BYD beobachtet. Insgesamt zeichnet sich ein Bild ab, bei dem Chinas EV‑Markt sowohl global führend als auch zunehmend fragil erscheint.
SpiegelOnline-Artikel: "Chinas Automarkt vor schmerzhaftem Einbruch". Zitatquelle: Linkedin.
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Elektro-Lkw gewinnen zunehmend an Bedeutung im Güterverkehr. Im Vergleich zum Vorjahr stieg der E-Lkw-Bestand in Deutschland um etwa 17 Prozent. Und bis 2029 soll der europäische Markt für Elektro-Lkw bis auf 10,76 Milliarden US-Dollar anwachsen, laut Mordor Intelligence.
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Wir sprechen mit Maike Schmidt und Tonja Möllenstedt vom Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) darüber, wie grüner Wasserstoff mithilfe von Elektrolyseuren hergestellt wird.
Ein Elektrolyseur spaltet mithilfe von elektrischem Strom Wasser (H₂O) in Wasserstoff (H₂) und Sauerstoff (O₂) auf. Dieses Verfahren spielt eine zentrale Rolle in der Energiewende, da der gewonnene Wasserstoff als klimafreundlicher Energieträger genutzt werden kann. Aber wie viel Elektrolyseurkapazität benötigen wir zukünftig in Deutschland? An welchen Stellen lassen sich im Herstellungsprozess die Kosten für den grünen Wasserstoff senken? Was sind ideale Standorte für den Aufbau von Elektrolyseuren?
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Unsere Gäste:
Prof. Markus Hölzle vom Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg, sowie Dr. David Wenger, Unternehmer und Wasserstoffexperte.
Gemeinsam diskutieren wir:
* Welche Wasserstoffprojekte in Deutschland und weltweit aktuell besonders überzeugen
* Wie man Wasserstoffprojekte sinnvoll plant und warum Standort- und Abnehmerfragen entscheidend sind
* Welche Fördermöglichkeiten es derzeit für den Bau von Elektrolyseuren gibt
* Warum manche Projekte an Bürokratie und verschärften EU-Kriterien scheitern
* Vor welchen technischen und wirtschaftlichen Hürden die Wasserstoffwirtschaft in Deutschland aktuell steht
* Die Rolle von Wasserstoffpartnerschaften mit dem Ausland,
* Die Einbindung von Elektrolyseuren ins Stromnetz zur Netzstabilisierung
* Leuchtturmregionen, die heute schon erfolgreich eine Wasserstoffstrategie umsetzen.
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Dr. Joachim Sann von der Justus-Liebig-Universität Gießen erklärt, wie Hybrid-Batterien funktionieren, wie sinnvoll die einzelnen Kombinationen sind - und wie weit die Technologie ist. Durch die kluge Anordnung unterschiedlicher Zelltypen lassen sich maßgeschneiderte Batteriepakete bauen, die je nach Bedarf Performance, Schnelllade-Fähigkeit, Langlebigkeit und Kosten optimieren können. Für Batterie-Ingenieure eröffnen sich dadurch völlig neue Freiheitsgrade im Design – von intelligenten Energiespeichern bis hin zu sogenannten "Battery-on-Demand"-Lösungen, die exakt auf das jeweilige Fahrzeug oder den Einsatzzweck (z.B. Spezialfahrzeuge) abgestimmt sein können.
CATL, NIO und ONE verfolgen bisher diesen Ansatz mit unterschiedlichen Konfigurationen. ONE stattete den elektrischen SUV BMW iX versuchsweise mit einer Gemini-Batterie aus, mit er mit einer einzigen Ladung 978 km weit kam.
Die Gemini-Batterie besteht aus LFP-Zellen mit hoher Leistungsdichte und anodenfreien Zellen mit hoher Energiedichte. Die robusten LFP-Zellen sind für den täglichen Fahrbetrieb bis zu 240km ausgelegt. Danach werden die empfindlicheren Zellen zugeschaltet, die eine zusätzliche Reichweite von 724 km ermöglichen, wobei das DC/DC-Wandlersystem die Energie zwischen den Zellen überträgt.
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Ein Blick auf die #Strombörse: energy-charts.info/charts/price_spot_market/chart.htm
Stromvermarkter wie FlexPower handeln im Auftrag von Erzeugern – etwa #PV-Parks, #Windkraft-Anlagen oder #Grossbatterien – mit sogenannten "Flexibilitäten". Das Ziel: Die Erzeugung möglichst profitabel am Markt zu platzieren. Als Grundlage dient der Day-Ahead-Marktpreis – ein Referenzwert, der einen Tag im Voraus durch die Day-Ahead-Auktion (DA) festgelegt wird (Beginn: täglich um 12:00 Uhr, Lieferung: Folgetag ab 00:00 Uhr).
Doch der eigentliche Handel beginnt oft erst richtig im Intraday-Markt. Hier unterscheidet man: (a) Intraday-Auktion (IDA): Zwei Auktionen pro Tag (15:00 & 18:00 Uhr), die stündlich Stromlieferungen für den gleichen Tag vergeben. (b) Intraday Continuous (IDC): Ein kontinuierlicher Handel, bei dem bis 5 Minuten vor Lieferzeitpunkt Strom gekauft oder verkauft werden kann.
Spannend wird es, wenn Händler wie FlexPower versuchen, zukünftige Preisentwicklungen zu antizipieren. Liegt ihr Trading über dem DA-Preis, erzielen sie eine Marge. Liegen sie darunter, tragen sie den Verlust. Dabei muss ihr Bilanzkreis stets im Gleichgewicht bleiben – alle 15 Minuten.
Welche Rolle spielen Echtzeitdaten, Prognosen und Algorithmen? Und warum wohl möchten Stromhändler wie FlexPower gerne so viele Großspeicher wie möglich vermarkten? ;-)
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Ein Blick in die Ukraine reicht: Batteriebetriebene FPV-Drohnen spielen in zukünftigen Konflikten eine zentrale Rolle als kostengünstige, flexible Waffensysteme für Aufklärung und präzise Angriffe. Sie ermöglichen asymmetrische Kriegsführung auf kurze Distanz – oft mit beeindruckender Wirkung gegen gepanzerte Ziele.
Wir diskutieren heute am Beispiel von FPV-Drohnen, ob die Bundeswehr – angesichts steigender Verteidigungsbudgets – für Ihre Waffen ausschließlich auf NATO-Batteriezellen aus deutscher (oder europäischer) Produktion setzen sollte. Der Wunsch nach technologischer Souveränität steht dabei klar im Fokus. Doch... ist das realistisch?
Leistungsstarke und kostengünstige Zellen aus China dominieren aktuell den Weltmarkt – auch mit Blick auf Innovationen und Verfügbarkeit. Können europäische Hersteller hier überhaupt mithalten? Oder riskiert man durch politische Vorgaben und nationale Einkaufsstrategien, im globalen Wettbewerb technologisch zurückzufallen?
**Pro-Argumente: Deutsche Batteriezellen für Verteidigungszwecke**
- Europäer verfolgen endlich technologische Souveränität
- Umsetzung von Sicherheitsstandards
- Sichere Lieferwege und heimische Nachverfolgbarkeit
- Wertschöpfung im Inland
- Individuelle Anpassung an militärische Anforderungen möglich
**Oder doch asiatische Zellen für die deutsche Bundeswehr?**
- viel niedrigere Kosten für asiatische Zellen
- Asien hat technologischen Vorsprung (Performance/Qualität)
- hohe Produktionskapazitäten in Asien
- kürzere Entwicklungszeiten
Michael Deutmeyer bringt die Perspektive eines deutschen Zellproduzenten mit - und liefert tiefe Einblicke in die Herausforderungen, die ein solcher Spagat zwischen militärischer Unabhängigkeit und wirtschaftlicher Effizienz mit sich bringt. Wir diskutieren über rüstungsrelevante Abhängigkeiten, technologische Entwicklungen – und darüber, ob die Batteriezelle künftig zur Achillesferse der europäischen Verteidigung werden könnte.
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Der Batteriepass als digitaler Prototyp:
thebatterypass.io
Der Batteriepass ist Teil einer europaweiten Initiative, die von einem Konsortium unter der Leitung der Nachhaltigkeitsberatung SystemIQ entwickelt wird. Gemeinsam mit führenden E-Auto- und Batterieherstellern wird hier ein einheitlicher Standard geschaffen, der den Zustand, die Herkunft und die Nutzung einer Batterie digital dokumentiert – vergleichbar mit einem digitalen Gesundheitszeugnis.
Unser heutiger Gast im Geladen-Podcast, Tilmann Vahle (Quantis): "Für Verbraucher bedeutet der Batteriepass mehr Vertrauen und Sicherheit beim Kauf eines Elektroautos, besonders auf dem Gebrauchtwagenmarkt." Der Pass zeigt transparent an, wie leistungsfähig die Batterie noch ist, ob sie ordnungsgemäß genutzt wurde, wie oft sie geladen wurde – und ob mögliche Defekte bekannt sind. So lassen sich böse Überraschungen vermeiden, der Wiederverkaufswert besser einschätzen und fundierte Kaufentscheidungen treffen. Darüber hinaus unterstützt der Batteriepass nachhaltigen Konsum: Er informiert über verwendete Materialien, Recyclingfähigkeit und CO₂-Fußabdruck – wichtige Faktoren für umweltbewusste Kaufentscheidungen.
Mit dem Batteriepass wird Elektromobilität nicht nur transparenter, sondern auch fairer – für alle, die auf der Suche nach einem zuverlässigen, nachhaltigen Fahrzeug sind.
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Während der Ausbau der Erneuerbaren Energien (PV- und Windanlagen) oder die Versorgungssicherheit solide Noten erhalten, ist die Gesamtnote eher durchwachsen – oder, wie Prof. Bauer sagt: Versetzung gefährdet!
**Prof. Christof Bauer (TU Darmstadt): Zeugnis für das deutsche Stromsystem**
- Versorgungssicherheit: 2
- CO2-Intensität: 2
- Kosteneffizienz: 4-
- Zukunftsfähigkeit: 5
- Versetzung gefährdet!
**Dr. Serafin von Roon (Ffe): Zeugnis für das deutsche Stromsystem**
- Erzeugung/Ausbau Erneuerbarer Energien: 2
- Ergänzende Kapazitäten: 5-6
- Flexibilität & Speicher: 1-2
- Netze & Netzausbau: 2
- Übertragungsnetze: 4
- Digitalisierung: 5-6
Dr. von Roon sieht gerade bei den „ergänzenden Kapazitäten“, die bei winterlichen Dunkelflauten für die Versorgungssicherheit und stabile Preise sorgen müssten, dringenden Nachholbedarf. Noch immer fehlen verlässliche Gaskraftwerke, die „Wasserstoff-ready“ sind. Hierzu hatte die ehemalige Bundesregierung vergeblich 10GW an neuer Gaskraftwerksleistung auf den Weg gebracht.
Positiv hebt Dr. von Roon hingegen die Entwicklungen bei Energiespeichern und flexibler Lastverschiebung nach Grünstrom-Verfügbarkeit hervor – die Industrie und Privathaushalte können in Zukunft zunehmend darauf reagieren, wenn Strom aus erneuerbaren Quellen verfügbar ist. Durch "bidirektionales Laden" und Lastverschiebung können enorm viele „Flexibilitäten gehoben“ werden. Allerdings bleibt das Zusammenspiel durch mangelnde Digitalisierung und unzureichende Steuerungstechnologien stark eingeschränkt.
Prof. Bauer beleuchtet eher die Schwachstellen des Stromsystems: Die Versorgungssicherheit und die geringe CO₂-Intensität des Stroms entwickeln sich zwar erfreulich, doch die Strompreise (inkl. der Netzentgelte und Redispatch-Kosten) steigen weiter, was auf eine strukturelle Kosten-Ineffizienz hinweist. Besonders die mangelnde langfristige Perspektive kritisiert er scharf: Ein vorschneller Kohleausstieg (Zwangsstillegung in die Kraftwerksreserve), der schleppende Netzausbau, Fachkräftemangel und fehlende Digitalisierung der Infrastruktur werden seiner Meinung nach die Energiewende in Kürze ausbremsen.
Redispatch-Podcast: Aktuelles aus Energiewirtschaft und Klimapolitik! Serafin von Roon und Philipp Hench diskutieren in diesem Podcast die für sie interessanten Nachrichten aus Energiewirtschaft und Klimapolitik: https://www.redispatch-podcast.de/ youtube.com/@redispatch4874
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Lithium: 74 Prozent des weltweiten Lithiums stammen aus Australien und Chile. Nichtsdestotrotz halten Unternehmen wie »Tianqi Lithium« aus China und Albemarle aus den USA die größten Anteile an der weltweiten Produktion, wobei China auf 29 Prozent und die USA auf 26 Prozent kommen. Nickel: Obwohl 30 Prozent der weltweiten Nickelproduktion in Indonesien stattfindet, liegt der Anteil indonesischer Unternehmen an der Gewinnung bei weniger als fünf Prozent. Von der restlichen Produktion in Indonesien sichern sich chinesische Unternehmen, bspw. Tsingshan, 86 Prozent, wodurch China in Verknüpfung mit der inländischen Produktion die größte Kontrolle (32 Prozent) über die Nickelproduktion hält. Kobalt: Lokale Unternehmen kontrollieren nur fünf Prozent der Minen, obwohl 68 Prozent der weltweiten Produktion in der DR Kongo dort stattfinden. China (47 Prozent) und Europa (47 Prozent) dominieren die dortige Produktion.
Unser Gesprächspartner für heute ist Simon Lux, Professor für Angewandte Elektrochemische Energiespeichertechnik und Wirtschaftschemie an der Universität Münster und Institutsleiter der Fraunhofer FFB in Münster. Zusammen mit ein paar Kollegen hat er jüngst eine Studie veröffentlicht, die exakt beziffert, wie hoch Chinas Dominanz bei den weltweiten Batterie-Lieferketten wirklich ist.
Studie zur Batterielieferkette zeigt Chinas globale Dominanz – und Optionen für Europa (Pressemitteilung vom 18. Februar 2025): https://www.ffb.fraunhofer.de/de/news/Pressemitteilungen/Chinas_Dominanz_in_der_Batterielieferkette.html
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Dr. Dirk Biermann vom Übertragungsnetzbetreiber 50Hertz erklärt, warum nur ein Teil dieser Großspeicher auch wirklich ans Netz gehen wird und welche Herausforderungen dieser Batterie-Tsunami für die Netzbetreiber bedeutet.
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Lithium-Schwefel-Batterien haben durchaus großes Potenzial, vor allem für den Luftverkehr und die Raumfahrt. Und die Firma Oxis Energy hat auch schon bewiesen, dass die Technologie funktionieren kann.
Publikation von Prof. Jürgen Janek: nature.com/articles/s41586-024-08298-9
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*Hier die Studie:* cell.com/cell-reports-physical-science/fulltext/S2666-3864(25)00052-9
*Podcastempfehlung:* Alles wird Strom mit Felix Goldbach und Robin Schmid: alles-wird-strom.podigee.io
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).
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Wir haben nachgefragt bei Markus Erdmann vom E-Lkw-Hersteller Designwerk und Dr. Joachim Sann von der Universität Gießen, ob das realistisch sein kann oder eher Marketing. Die beiden erklären, wie die Batteriezellen Ströme von über 1.000 A aushalten. Außerdem haben Sie eine Überraschung parat, wie BYD diese Ladeleistung erreicht.
*Sponsoring:* 30. FfE-ENERGIETAGE 2025 - Vom 13.-15. Mai 2025 findet der zentrale Branchentreff der Energiewirtschaft in der Residenz in München statt. Das Thema lautet: „Resiliente Transformation bei globalen Turbulenzen“. Führende Expert:innen aus Energiewirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft kommen zusammen, um aktuelle Fragestellungen rund um die Transformation des Energiesystems zu diskutieren – wissenschaftlich fundiert und praxistauglich. Die Energietage bieten Raum für Austausch, Vernetzung und neue Impulse in einem zunehmend komplexen Umfeld.
Wann: 13.-15. Mai 2025
Wo: Residenz in München
Anmeldung zur Veranstaltung mit 100-Euro-Rabattcode "FfE-GELADEN": https://www.eventbrite.de/e/1259359270479/?discount=FfE-GELADEN
Alle Infos zur Veranstaltung: https://www.ffe.de/ffe-energietage-2025/
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Der Geladen-Podcast unterstützt diese Petition!
Petitionstext: "Kleinspeicher könnten mit bereits 15 GWh installierter Kapazität und starkem Wachstum einen großen Beitrag zur Energiewende leisten. Aktuell arbeiten sie aber meist nicht netzdienlich (Netzausbausparend). Diese Petition fordert: Bürokratische Hürden abbauen, Netzdienlichkeit durch Anreize und Markttransparenz fördern, mit Smart-Meter-Light-Lösungen Kosten senken und den Rollout beschleunigen. Machen wir Kleinspeicher zu einem echten Baustein der Energiewende!"
*Sponsoring*: 30. FfE-ENERGIETAGE 2025 - Vom 13.-15. Mai 2025 findet der zentrale Branchentreff der Energiewirtschaft in der Residenz in München statt. Das Thema lautet: „Resiliente Transformation bei globalen Turbulenzen“. Führende Expert:innen aus Energiewirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft kommen zusammen, um aktuelle Fragestellungen rund um die Transformation des Energiesystems zu diskutieren – wissenschaftlich fundiert und praxistauglich. Die Energietage bieten Raum für Austausch, Vernetzung und neue Impulse in einem zunehmend komplexen Umfeld.
Wann: 13.-15. Mai 2025
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Die Erhebung und Standardisierung von Forschungsdaten sind essenziell für die Qualität und Vergleichbarkeit wissenschaftlicher Ergebnisse. Einheitliche Datenformate und strukturierte Erfassungsmethoden ermöglichen bessere Ergebnisse in der Batterieforschung. Und sie sind die Vorraussetzung für einen noch viel zielgerichteteren Einsatz von KI. KI und maschinelles Lernen unterstützen heute schon viele Bereiche der Forschung. Aber das Potenzial für die Zukunft ist enorm.
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2025: Prof. Maximilian Fichtner gibt für alle neuen Hörer des Geladen-Batteriepodcasts ein Update von den populären Lithium-Ionen-Batterien bis hin zu sehr exotischen Zellchemien für Batterien.
00:00 Intro: CATL produziert Natrium-Ionen-Batterie
00:56 Eigenschaften von Lithium-Ionen-Batterien - NMC vs LFP-Zellen
05:07 Sponsoring: Wechselpilot: wechselpilot.com/geladen
06:58 Warum setzt China auf "LiFePO4" - das Lithiumeisenphosphat?
07:52 Globaler Markt für NMC- und LFP-Batterien
08:52 LCO-Batteriezellen für Smartphones
10:55 LFP-Materialdämmerung für stationäre Batterien
13:19 LMFP-Zellchemie: Mangan in LFP-Batteriezellen
15:32 Golem: Neue Natriumbatterie übertrifft handelsübliche Lithiumbatterien?
19:19 Sprechen wir hier überhaupt von einer fertigen Laborzelle?
20:56 Was ist "Prälithiierung" bei der Fertigung von Batteriezellen?
23:46 Lithium-Schwefel-Batterien für Drohnen?
26:20 Redox-Flow-Batterien von CmBlu auf dem Vormarsch?
28:18 Haben die Redox-Flow-Batterien genug Leistung für Primärregelleistung (PRL)?
29:20 Die Zukunft der Blei-Säure-Batterie
31:30 Leere Blei-Batterien bei E-Autos
32:30 CATL's Natrium-Ionen-Batterien als Starterbattterien für Autos
33:19 Haben Sie einen Themenwunsch, Herr Fichtner?
35:02 Outro
Veröffentlichung zu Natrium-Ionen-Batterien: "High-Energy, High-Power Sodium-Ion Batteries from a Layered Organic Cathode": pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c17713
Golem-Artikel: "Besser als Lithium: Natrium-Batterie übertrifft bestehende Technik fast durchweg": https://www.golem.de/news/besser-als-lithium-natrium-batterie-uebertrifft-bestehende-technik-fast-durchweg-2502-193608.html
Warum gibt's jetzt bezahlte Sponsorings im Geladen-Podcast? Hier die Antwort: soundcloud.com/user-661738088/vielen-dank-fur-all-ihre-nachrichten
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Die Lage der europäischen Batterieproduktion ist allerdings auch nicht aussichtslos. Man befindet sich eher in einem Lernprozess, den auch die chinesischen Hersteller vor Jahren durchlaufen haben. Die Produktion von Batteriezellen im Gigamaßstab ist äußert komplex und bietet zu Beginn viele Fallstricke, wie hohe Ausschussraten, die Verfügbarkeit der Spezialanlagen oder auch die richtigen Fachkräfte zu bekommen.
Ausschussraten von 15 bis 30 Prozent in den ersten Jahren sind üblich. Und jeder Prozentpunkt kostet etwa 30.000 € pro Tag und etwa zehn Millionen Euro pro Jahr. Eine Ausschussquote von 30 Prozent bedeutet bei voller Auslastung demnach Kosten von rund 900.000 € pro Tag.
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Wir reden heute über die typischen Vor- und Nachteile dieser XXL-Batterien:
Vorteile von Großbatterien:
✅ Schnelle Reaktionszeit: Batteriespeicher können innerhalb von Millisekunden auf Netzschwankungen reagieren. Das macht sie ideal für die Bereitstellung von Primärregelleistung. ✅ Integration erneuerbarer Energien: Sie helfen, die Volatilität von Wind- und Solarstrom auszugleichen, indem sie Überschüsse speichern und bei Bedarf wieder abgeben. ✅ Netzentlastung: Durch Lastspitzenkappung (Peak Shaving) können sie Netzüberlastungen reduzieren und den Ausbau der Netzinfrastruktur optimieren. ✅ Flexibilität & Skalierbarkeit: Sie sind modular aufgebaut und können je nach Bedarf erweitert werden. ✅ Wirtschaftlichkeit bei Frequenzregelung: Viele Großbatterien erzielen hohe Erlöse im Regelenergiemarkt.
Die Nachteile dieser Batterien:
❌ Ohne intelligente Netzsysteme "sehen" Batterien keine lokalen Netzüberlastungen und können kontraproduktiv zu Netzstabilitäten wirken. ❌ Hohe Investitionskosten: Die Anschaffung und Installation sind teuer, obwohl die Kosten für Batteriespeicher kontinuierlich sinken. ❌ Begrenzte Speicherdauer: Im Vergleich zu Pumpspeicherkraftwerken oder Wasserstoffspeichern können Batterien nur für wenige Stunden Energie speichern. ❌ Lebensdauer & Degradation: Lithium-Ionen-Batterien haben eine begrenzte Zyklenlebensdauer, was die langfristige Rentabilität beeinflussen kann.
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Im September 2024 präsentierte Factorial Energy seine sog. "SOLSTICE"-Batterie, eine All-SolidState-#Festkörperbatterie mit einer Energiedichte von bis zu 420 Wh/kg. Diese Technologie verspricht (1) höheren Reichweite von Elektrofahrzeugen, (2) eine Aufladung innerhalb 20 Minuten, (3) mit 2.000-3.000 Zyklen eine hohe Lebensdauer und (4) das Fahrzeuggewicht signifikant zu reduzieren.
Wir fragen heute unseren Podcastgast Dr. Raimund Körver (Factorial Energy) nach aktuellen Herausforderungen, die die beiden Feststoffzellen, die Factorial Energy für Mercedes entwickelt, noch so aufweisen:
"FEST": Lithium-Metall-Anode und "Quasi-Festelektrolyt", Polymer-basierter Elektrolyt, B-Muster-Status bei Mercedes, längliche Pouchzelle, 106 Ah Ladekapazität, 391 Wh/kg, 770 Wh/l.
"SOLSTICE": Sulfid-basiertes Feststoff-Elektrolytmaterial, Betriebstemperatur über 90 Grad Celsius, trockenbeschichtet, A-Muster-Status bei Mercedes, rechteckige Pouchzelle, 40 Ah Ladekapazität, 420 Wh/kg, 860 Wh/l -
Herzlichen Dank an die Stichwortgeber dieser Episode Markus Probst und Reto Baumer.
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Die in Aussicht gestellten Exportbeschränkungen des chinesischen Handelsministeriums für Batteriekomponenten und Rohstoffe mit einem Schwerpunkt auf LFP könnten europäische Zellhersteller und Autobauer weiter schwächen. Dr. Wolfgang Bernhart von der Unternehmenberatung Roland Berger plädiert dafür, dass vor diesem Hintergrund große Anstrengungen unternommen werden müssten, um europäische Zellen in großem Maßstab zu fertigen. Dazu sollten sich Autobauer und Produzenten zusammenschließen und einen Schwerpunkt auf kommende Batterietechnologien wie Natrium-Ionen-Batterien und Lithium-Schwefel-Batterien legen.
Herzlichen Dank an den Stichwortgeber dieser Episode Christoph Weber.
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https://www.eti.kit.edu/1376.php
Martin Doppelbauer ein Buch geschrieben: "Grundlagen der Elektromobilität - Technik, Praxis, Energie, Umwelt. Mit diesem Buch erhält der Leser einen Gesamtüberblick zu den Themen Elektromobilität, Energietechnik, Elektrotechnik, Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen:
link.springer.com/book/10.1007/978-3-658-44828-8
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Seine Wasserstoff-Leiter funktioniert so: Je höher eine Wasserstoff-Anwendung (A) gelistet, desto wirtschaftlicher und alternativloser der Einsatz von grünem Wasserstoff. Je tiefer (G), desto obsoleter/teurer wäre Wasserstoff.
A) Düngemittel, Hydrocracken, Katalyse, Entschwefelung, Methanol.
B) Luftfahrt, Schiffsverkehr, chem. Rohstoffe, saisonaler Stromspeicher, Eisen- & Stahlherstellung.
C) Langstrecken-Lkw, Hochtemperatur-Industriewärme, Generatoren.
D) Regionale Lkw, Industriewärme, Inselnetze, Kurzzeit-Stromspeicher.
E) Kleinflugzeuge, Überlandzüge, lokale Fähren, leichte Lkw.
F) U-Bahn, Metro, Straßenbahn, städt. Lieferdienste, Taxis, Autos, Zweirad-Anwendungen.
G) Niedertemperatur-Industriewärme, häusliches Heizen.
Kurzum: Michael Liebreich sieht weite Teile der deutschen Wasserstoffstrategie als fehlgeleitet. Seine ökonomische Analyse ergibt, dass sowohl die (1) Hersteller, als auch (2) die Transporteure und (3) die Käufer von grünem Wasserstoff wenig Chancen haben, gemeinsam eines Tages eine substanzielle Wasserstoffwirtschaft in Deutschland entwickeln.
Selbst bei derzeit utopisch erscheinenden Abnehmerpreisen von 2,00 bis 3,00 Euro pro Kilogramm grünem Wasserstoff sieht Liebreich in vielen Industriebereichen keine große Zukunft für Wasserstoffanwendungen. Alternativlos sieht er hingegen einen vereinzelten Einsatz von grünem Wasserstoff für die Produktion von Düngemitteln, chemische Rohstoffe, Luftfahrt, Schiffsverkehr und saisonale Stromspeicher.
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Deutschlands Elektrizitätsnetzen entstehen immer dann hohe Kosten, wenn Übertragungsnetze den Strom nicht gleichmäßig in ganz Deutschland verteilen können. Dann stehen Windkrafträder ungeplant still, PV-Parks werden abgestellt und #Gaskraftwerke springen anderenorts ein: "Die einen bekommen für die Produktion mehr Geld als den einheitlichen #Strompreis, die anderen bekommen Geld dafür, dass sie nicht produzieren", so Hirth. Im Gegensatz zur Bundespolitik geht er nicht davon aus, "dass die dafür verantwortlichen #Netzengpässe auf absehbare Zeit gelöst werden". Der #Netzausbau werde dauerhaft zu langsam sein.
Dabei wäre es relativ einfach, die "Spielregeln des #Strommarktes" zu ändern: Eine Aufteilung der deutschen Strompreiszone würde zum Beispiel viele Probleme lösen:
- drastische Reduzierung von #Redispatch- und Abregelungskosten
- effizientere Einspeisung von erneuerbaren Erzeugern
- netzdienliches Laden von #Batterien
- reale #Lastverschiebung von Verbrauchern
- Bauanreiz für #Erneuerbare Erzeuger am richtigen Standort
Genau diesen Weg sind die skandinavischen Länder bereits gegangen: Norwegen hat fünf Preiszonen, Schweden hat vier, sogar Dänemark ist in zwei Zonen unterteilt. Prof. Hirth denkt daher sogar über sogenannte "lokale Strompreise" nach. Dadurch würden nicht nur zwei, drei, vier oder fünf deutsche Strompreiszonen entstehen, sondern gleich mehr als 500 Zonen. Nämlich jeweils an den Umspannungswerken einer jeden Stadt. Das "Maximum an #Effizienz, Kosten, Digitalisierung und Marktdenken" hat nur einen Nachteil: Einige deutsche Regionen werden wohl im Schnitt höhere Strompreise zahlen müssen als bisher gewohnt.
FAZ-Artikel: faz.net/aktuell/wirtschaft/klima-nachhaltigkeit/der-deutsche-strommarkt-braucht-lokale-preise-19845012.html
Lion Hirth auf Linkedin: linkedin.com/posts/lionhirth_lokale-preise-activity-7281983242486837249-hEZB
Die Ergebnisse der "#Bidding #Zone #Review" werden verzögert veröffentlicht. Der europäische Netzbetreiber #ENTSO-E bestätigte eine Verzögerung der "Gebotszonenüberprüfung" vom 27. Januar auf das Frühjahr 2025.
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Martin Doppelbauer ein Buch geschrieben: "Grundlagen der Elektromobilität - Technik, Praxis, Energie, Umwelt. Mit diesem Buch erhält der Leser einen Gesamtüberblick zu den Themen Elektromobilität, Energietechnik, Elektrotechnik, Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen
link.springer.com/book/10.1007/978-3-658-44828-8
Fragen an Prof. Martin Doppelbauer:
0:57 Motorarten für E-Auto vs. E-Lkw (PSM, FESM, ASM)
4:05 Motor-Wirkungsgrade bei 80-100 km/h (Speed & Drehmoment)
7:10 Motor-Architekturen und Platzierung im Fahrzeug
8:35 Permanent-Synchronmaschine (PSM) vs. Asynchronmaschinen (ASM)
10:00 Rekuperation bei E-Trucks
11:02 E-Lkw-Beispiel: Rekuperation mit 500 Kilowatt (Batterie & E-Maschine)
12:31 E-Maschinen für europäische Truck-Hersteller
13:40 Preise für Elektromotoren
15:48 Chinesische Lkws für Europa
16:51 Entwicklung von E-Achsen
20:45 Platzierung von mehreren E-Motoren im Fahrzeug
22:09 800V-Motoren für E-Trucks
24:57 Megawatt-Charging-System (MCS): 1 MW Laden für Elektrotrucker?
27:08 Vollgas geben mit E-Auto auf Autobahn (Spitzenleistung)
29:07 Kühlung von Motor, Batterie, Ladekabel, Leistungselektronik, Getriebe
31:00 Effizienz- und Verlustleistung bei ultraschnellem Laden (MCS)
34:48 Zweigang-Schaltgetriebe bei E-Autos (z.B. Porsche Taycan)
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Die im Video verwendeten Filme von LiliumAviation finden Sie hier: youtube.com/@UC8V4ivx-pN7UkUhv0ysDw4g
Was haben folgende Batterieanwendungen gemeinsam? (1) Wiederaufladbare Herzschrittmacher, (2) Batterien in der Formel1, (3) Antriebsbatterien für Flugtaxis und elektrische Propeller-Jets, (4) Unterwasserdrohnen, (5) Batterien für Satelliten, (6) Batterien für Rüstungs- und Verteidigungsanwendungen.
Richtig! Sie alle bringen ultra-individuelle Produkt-Anforderungen mit sich: Gravimetrische sowie volumetrische Energiedichte, Leistungsdichte, Lebensdauer, Sicherheit sowie das operative Temperaturfenster.
Obwohl CustomCells auch Zulieferer für Porsche ist, konzentriert sich der Zellhersteller aus Itzehoe/Tübingen eher auf kleinere (aber globale) Batteriemärkte, die hohe Wachstumszahlen aufweisen. Unser Gast, Dr. Dirk Abendroth (CEO CustomCells) prognostiziert hierzu in Kürze einen 100-Gigawattstunden-Markt: "Unser Unternehmen produziert derzeit ca. 40 MWh pro Jahr". Der Zellhersteller sei ständig auf der Suche nach dem optimalen Kompromiss zwischen der profitablen Luxuszelle (individuelle Produktionslinien für Premiumkunden) und einer nicht zu kleinen Produktionsmenge.
Ob das Unternehmen jemals eine eigene Gigafactory betreiben wird? Nach der Desinvestition aus dem Joint-Venture Cellforce (2021), welches ursprünglich mit Porsche auf den Weg gebracht wurde, gab CustomCells zunächst alle Pläne zu einer eigenen Gigafactory auf.
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Unser Studiogast Julian Affeldt hat das Geladen-Team nach der #Podcast-Episode mit #E3DC-Chef Dr. Andreas Piepenbrink mit einer Hörermail angeschrieben: "Die Idee, den Heimspeicher (im Winter) nach dem Börsenstrompreis zu fahren, FUNKTIONIERT NICHT! Mir EXPLODIEREN die Heizkosten!".
Julian Affeldt kritisiert, dass viele Anbieter von #Energiemanagement-Systemen ihren Kunden vorgaukeln, dass sie - auch im Winter - von der Kombination steuerbarer Verbraucher (E-Auto/Wallbox, Wärmepumpe, Heimspeicher) und flexiblen #Stromtarifen profitieren können. (Zur Erinnerung: E3DC-Chef Piepenbrink hatte von mehr als 1.000 EUR pro Jahr gesprochen...). Die Idee: Durch intelligente Ladesteuerung kann ein System Strom zu günstigen Börsenkonditionen einkaufen und so lange einspeichern, bis der Strompreis stark ansteigt. Danach bezieht der Haushalt den #Strom kurzzeitig aus dem #eAuto und #Heimspeicher.
Defacto sind aus Sicht von Julian Affeldt diese "billigen Strompreisfenster" im Winter aber (a) zu kurz und (b) "leider immer noch zu teuer", um (im Vergleich zu Festpreis-Tarifen) echtes Geld zu sparen. Das größte Problem sei offenbar, dass dem Steuerungssystem in Zeiten von Dunkelflauten gar keine Handlungsoptionen mehr bleiben: "Unser Energiemanagement kann die #Wärmepumpe und das E-Auto natürlich nicht einfach für 3 bis 4 Tage abstellen", meint Affeldt. Im Schnitt bezahle der Stromkunde mit einem Festpreistarif also im Winter weniger als mit einem flexiblen Strompreis. "Auch ein größer dimensionierter #Batteriespeicher würde uns in dieser Sache nicht viel weiterhelfen.
Julian Affeldt und Steve Dumke liefern erstklassige Beiträge zu #Elektromobilität, Energie- und #Verkehrswende: youtube.com/@SteveundJulian
Des Weiteren stellt unser Podcast-Gast ein weiteres Problem zur Debatte: "Wie viele der heutigen Energiemanagement-Systeme berücksichtigen beim Einkauf des Stroms eigentlich den realen #Energieverlust der Heimspeicher?", fragt er. Gemeint ist der Wirkungsgrad von Batteriespeichern mit ungefähr 85%-95%. Diese Verluste würden laut Affeldt beim Ein- und Ausspeichern langfristig schon ins Gewicht fallen.
"Wenn in einer Speisekammer immer 10% bis 15% der Lebensmittel an die Mäuse geht, muss der Einkäufer das einkalkulieren! Spätestens dann, wenn er Strom-Sonderangebote vergleicht, die nur leicht über dem "Normalpreis" liegen. Aber was ist schon ein "normaler Preis" an der Börse?", wird später in der Podcast-Redaktion gewitzelt.
Übersicht über dynamische Börsenstrompreise bei den "Energy-Charts":
energy-charts.info/charts/price_spot_market/chart.htm
Wärmepumpe von Julian Affeldt:
youtube.com/watch?v=Pbu60j2Lywg
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).
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