Der Aufstieg der Batterien in sechs Diagrammen

Der Aufstieg der Batterien: in sechs Diagrammen und nicht allzu vielen Zahlen

• Der starke Anstieg der Batterienachfrage dürfte einen Dominoeffekt zwischen Ländern und Industriesektoren auslösen und dazu beitragen, die Hälfte der weltweiten Nachfrage nach fossilen Brennstoffen schrittweise zu beseitigen.
• Der jüngste RMI-Bericht „X-Change: Batteries“ kommt zu dem Schluss, dass dieser Batterie-Dominoeffekt eine wichtige Rolle bei der Verringerung der Emissionen im Verkehrs- und Stromsektor spielen wird.

1. Der Absatz von Batterien wächst exponentiell entlang einer S-Kurve

• Der Absatz von Batterien steigt exponentiell entlang der typischen S-Kurve, die das Wachstum neuer Technologien kennzeichnet, und verzeichnete in den vergangenen 30 Jahren eine durchschnittliche Wachstumsrate von 33 %.
• Mit der steigenden Popularität von Elektrofahrzeugen in den letzten zehn Jahren näherte sich die Wachstumsrate 40 %.

2. Batteriekosten sinken kontinuierlich und die Qualität steigt

• Mit der steigenden Produktionsmenge von Batterien sinken die Kosten rapide, während sich die Energiedichte kontinuierlich verbessert.
• In den vergangenen 30 Jahren sind die Batteriekosten um 99 % gesunken, während sich die Dichte von High-End-Batteriezellen verfünffacht hat.
• Batterien haben die Eigenschaften einer modularen Technologie, die mit zunehmendem Rollout günstiger wird; bei jeder Verdopplung des Einsatzes sinken die Kosten um 19 %, während die Energiedichte um 7 % zunimmt.

3. Entstehung eines Batterie-Dominoeffekts

• Mit sinkenden Batteriekosten und steigender Energiedichte entstehen fortlaufend neue Anwendungsfelder.
• Der Batterie-Dominoeffekt beschreibt das Phänomen, dass die Größe und die technologischen Verbesserungen eines Marktes, nachdem er auf Batterieelektrifizierung umgestellt hat, den nächsten Markt transformieren.
• Die Batterietechnologie begann zunächst in der Unterhaltungselektronik, breitete sich dann auf Zweiräder und Autos aus und wird nun voraussichtlich von Lkw und Batteriespeichern fortgeführt.

4. Etablierte Modellierer liegen mit ihren Prognosen weiterhin zurück

• Das Wachstum und die Verbesserungsgeschwindigkeit von Batterien werden deutlich schneller sein als die derzeit gängige Auffassung annimmt.
• Für das Wachstum kleiner und modularer Technologien gibt es zwei Faustregeln, die von den meisten Analysten übersehen werden.
• Batterien bilden keine Ausnahme von diesen Regeln und wurden von Modellierern konsequent unterschätzt.

5. Die treibenden Kräfte des Wandels werden sich verstärken

• Mit Blick auf die kommenden sieben Jahre dürften sich die Faktoren, die den Wandel antreiben, weiter verstärken.
• Sinkende Kosten, stärkere politische Unterstützung und der Wettbewerb zwischen Wirtschaftsblöcken werden das Wachstum weiter fördern.
• Es mag Hindernisse bei der Einführung von Batterien geben, doch menschlicher Einfallsreichtum, Wille und Kapital wachsen schneller als diese Hürden.

6. Möglichkeit eines schrittweisen Ausstiegs aus fossilen Brennstoffen

• Die beste Strategie, fossile Brennstoffe rasch schrittweise auslaufen zu lassen, besteht darin, den Einsatz von Technologien zu beschleunigen, die die Nachfrage nach fossilen Brennstoffen verringern.
• Batterien sind auf dem Weg, im Straßenverkehr 86 Exajoule (EJ) fossiler Brennstoffe zu ersetzen und zusätzlich 23 EJ in Schifffahrt und Luftfahrt zu gefährden.

Meinung von GN⁺

• Die rasante Entwicklung der Batterietechnologie spielt eine wichtige Rolle dabei, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern und die nachhaltige Energiewende zu beschleunigen.
• Dieser Artikel betont, dass sinkende Batteriekosten und eine steigende Energiedichte Innovationen in verschiedenen Industriebereichen vorantreiben.
• Damit das Wachstum der Batterietechnologie anhält, sind kontinuierliche Anstrengungen von Unternehmen, Regierungen, Forschenden und Klima-Befürwortern nötig; dies leistet nicht nur einen wichtigen Beitrag zum technologischen Fortschritt, sondern auch zum Umgang mit dem Klimawandel.

[GN⁺]

Hacker-News-Kommentare

• Es gibt sehr positive Einschätzungen zur Rolle von Solarenergie und Batterien. Insbesondere sei die „Duck Curve“ in Kalifornien nahezu neutral geworden, was auf den Einsatz von Batterien als naheliegendste Lösung für die zeitliche Diskrepanz zwischen Nachfrage und Solarstromerzeugung hindeute. Außerdem seien nach der Kürzung der Vergütung für Solarenergie in Kalifornien die Anträge auf die Installation privater Solaranlagen stark zurückgegangen, was zeige, dass potenzielle Nachfrage vorhanden sei, und darauf hinweise, dass die Politik der Bundesstaaten eine wichtige Rolle beim Übergang zu erneuerbaren Energien spiele.
• Führende Hersteller verkaufen bereits unterhalb des Preispunkts, bei dem Elektroautos bekanntermaßen wirtschaftlich gewinnen; der jüngste Preiskrieg in China belegt das.
• Die Diagramme und Analysen zur Energiedichte sind interessant, aber es gibt zwei Probleme. Erstens würde man in einem Energiedichte-Diagramm zum Vergleich auch gern die Energiedichte von Benzin sehen. Zweitens wurde die S-Kurven-Adoption erwähnt, aber diese erreicht letztlich eine horizontale Asymptote und steigt nicht ewig weiter. Es braucht mehr Analyse dazu, wo auf der S-Kurve wir uns derzeit befinden und warum. Man möchte fossile Brennstoffe ersetzen, Umweltverschmutzung verringern und den Treibhauseffekt verlangsamen, aber der Übergang braucht Transparenz und realistische Erwartungen.
• Die elektrische Revolution steht bevor, und viele Menschen und Länder werden dadurch erschüttert werden. Auch die Kosten für Solar- und Windstrom sinken in ähnlichem Tempo.
• Als regionale anekdotische Evidenz haben einige Go-Kart-Bahnen vollständig auf Elektroantrieb umgestellt; das ist deutlich leiser, rauchfrei und funktioniert auch in Innenräumen gut.
• Diagramm Nr. 2 vergleicht die höchste Energiebatteriedichte mit Batteriekosten, und man fragt sich, ob es sinnvoll ist, Durchschnittswerte des einen mit Spitzenwerten des anderen zu vergleichen.
• Das enorme Wachstum stationärer Speicher ist sehr interessant. Dies gilt vermutlich als das am schnellsten wachsende Segment.
• Statt 25 % des Geldes für Elektroauto-Batterien auszugeben, sollte man es in Solarpanels für Privathaushalte investieren. Haushaltsbatterien und Solarenergie sind bei der CO2-Reduktion deutlich wirksamer.
• Man fragt sich, ob eine 500-Wh/kg-Batterie in der Größe einer Powerbank (unter 500 g) nutzbar wäre. Das Beste, was man bisher gefunden hat, liegt bei etwa 250 Wh/kg.
• Ohne logarithmische Skala bleibt alles sehr intransparent. Außerdem wären für batteriebetriebene Passagierflugzeuge ab der Größe einer 737 — und wahrscheinlich auch für Züge und Frachtschiffe — revolutionäre Fortschritte in der Batterietechnologie nötig. Aktuelle Batterien sind im Verhältnis zur Energieabgabe zu schwer.