KIT & M+W Group
Bezahlbare Batteriespeicher für die Energiewende
Mit dem Ziel, den Energie- und Materialeinsatz in der Produktion von Lithium-Ionen-Batterien für die Energiewende - und damit den Preis der Batteriespeicher - massiv zu reduzieren, sind das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und die Stuttgarter M+W Group eine Entwicklungszusammenarbeit eingegangen.
Zu den Eckpunkten der zukünftigen Zusammenarbeit zählen im wesentlichen die Bereiche Trockenraumtechnik, ressourceneffiziente Fabrik und Fertigungsleitsysteme.
»Für uns eröffnet die Kooperation mit einem international anerkannten Fabrikplaner und Anlagenbauer die Möglichkeit, unsere Entwicklungsergebnisse direkt in innovative Fabrikkonzepte für die Zell- und Batterieherstellung einfließen zu lassen und damit weltweit zu vermarkten«, so Andreas Gutsch, Koordinator des Projekts Competence E am KIT, »mit besonderem Augenmerk auf die Kosten wollen wir industrielle Prozesse weiterentwickeln«.
»Unsere bereits vorhandenen, praktischen Erfahrungen mit Planung und Bau von Lithium-Ionen Fabriken etwa für European Batteries, Renault-Nissan, oder Galaxy, bilden eine ideale Ergänzung zu den hervorragenden Kompetenzen des KIT bei der Erforschung der Batteriefertigung«, so Jürgen Wild, Vorsitzender der Geschäftsführung der M+W Group, »gemeinsam werden wir schneller zu neuen Möglichkeiten der Kostensenkung in der Batterieproduktion unserer Kunden kommen«.
Energieintensive Fertigungsprozesse optimieren
Lithium-Ionen-Zellfertigungen sind bislang geprägt durch energieintensive Prozesse wie beispielsweise die Trocknung der beschichteten Elektroden, die Zellmontage im Trockenraum oder die Zellformierung. Die jetzt vereinbarte Entwicklungszusammenarbeit soll dazu beitragen, das Gesamtsystem der Zell- und Batteriefabrik zu optimieren. Dabei steht sowohl die Energieeffizienz des Gebäudes als auch die der installierten Prozesse auf dem Prüfstand der angewandten Forschung des KIT. Gleichzeitig ist es das Ziel, den Anteil erneuerbarer Energien zur Versorgung der energieoptimierten Produktion zu erhöhen.
»Durch die Installation einer Photovoltaikanalge mit gekoppelten stationären Energiespeichern auf dem Campus Nord des KIT wird es möglich sein, in der Zellfabrik eine Energieversorgung auf Basis von erneuerbaren Energien - und somit eine „grüne“ Zellproduktion - umzusetzen«, versichert Gutsch.
»Wir verknüpfen das Ziel beträchtlicher Kostensenkungen bei Fabriken zur Herstellung von Lithium-Ionen-Akkus mit höchsten Anforderungen an die Fertigungsqualität. Dabei können wir zusätzlich auf Erfahrungen aus anderen Hightech-Industrien zurückgreifen und mit dem KIT innovative Lösungen erzielen«, so Dr. Rudolf Simon, Technology Manager Automotive + Batteries der M+W Group.
Im Rahmen der Entwicklungszusammenarbeit zwischen KIT und M+W Group lassen sich neue Konzepte der Zellfertigung sofort in der Praxis erproben und schneller evaluieren. Bereits bis zum Februar nächsten Jahres will die M+W Group gemeinsam mit dem KIT einen besonders effizienten Trockenraum für die Montage von Lithium-Ionen-Zellen bei der Fertigung von Batterien am KIT einrichten. »Ziel unserer Zusammenarbeit sind sprunghafte Kostenreduzierungen bei der Fertigung moderner Energiespeicher«, versichert Dr. Simon, »heute liegt der kWh-Preis solcher Systeme bei 1000 Euro, erklärtes Ziel ist eine Halbierung auf 500 Euro und in 7 Jahren eine Kostenreduzierung auf 200 Euro pro kWh«.
Erreicht werden soll das unter anderem durch einen so geringen Medieneinsatz wie möglich, maßgeschneiderter Räume, etwa beim wesentlich beschränkteren Einsatz von Trockenluft. »Concurrent Engineering wird bei der Entwicklung neuer Konzepte für die Produktion leistungsfähiger und kostengünstiger Energiespeicher eine entscheidende Rolle spielen«, versichert Dr. Simon.
Für eine wirtschaftliche Fertigung von Lithium-Ionen-Batterien für die Energiewende bedarf es nach Einschätzung von Wild einer Investition von rund 250 Mio. Euro.
Mit dem Bau entsprechender Fabs in Europa rechnet Wild im Zeitraum der nächsten 5 Jahre. »Eine Just-in-Time-Belieferung, etwa für den Automobilbereich aus Japan oder Korea, halte ich angesichts von Rahmenbedingungen wie etwa des UN-Tests nicht für realistisch«, versichert auch Dr. Olaf Wollersheim, zuständig für Systems Management Competence E am KIT, »aus diesem Grund dürften die Ergebnisse dieser Entwicklungszusammenarbeit von allem für die deutschen und europäischen Automobilhersteller, Automobilzulieferer und Batteriehersteller von Interesse sein, die eine Zellproduktion in direkter Nähe zum Automobilhersteller anstreben«.
