Welche Veränderungen können die Natrium-Ionen-Batterien von CATL, die im Juli auf den Markt kommen, für Fahrzeuge mit alternativer Antriebstechnologie mit sich bringen?

Im Bereich der Fahrzeuge mit alternativer Antriebstechnologie hat China dank seiner extrem hohen Automobilverkäufe die Industrieländer in Europa und den USA überholt.

Daten der chinesischen Vereinigung der Automobilhersteller zeigen, dass sich die Verkäufe von Fahrzeugen mit neuer Energie in meinem Land im Jahr 2020 auf insgesamt 1,367 Millionen Einheiten beliefen, was einer Steigerung von 10,9 % gegenüber dem Vorjahr entspricht und mehr als dem Vierfachen der Verkäufe in den Vereinigten Staaten entspricht. Heute beträgt der Absatz von Fahrzeugen mit alternativem Antrieb in China 40,7 % des weltweiten Absatzes von Fahrzeugen mit alternativem Antrieb.

Im Vergleich mit anderen Ländern sei das Verkaufsvolumen „konkurrenzlos“. Dies ist auf die unermüdlichen Bemühungen chinesischer Unternehmen für Fahrzeuge mit alternativem Antrieb und die Förderung von Subventionen für Fahrzeuge mit alternativem Antrieb durch die Politik unseres Landes zurückzuführen. Der niedrigere Preis als bei Benzinfahrzeugen macht Fahrzeuge mit neuer Energie zu einem Grund, warum Verbraucher diese beim Autokauf bevorzugen.

Seit Jahresbeginn zeigen die Preise der meisten mit neuer Energie betriebenen Fahrzeuge jedoch das rätselhafte Phänomen, dass sie „steigen statt fallen“, sodass der Preisvorteil im Vergleich zu früher stark abgeschwächt wurde, was unweigerlich zu einer Verlangsamung der Verbreitung von mit neuer Energie betriebenen Fahrzeugen führen wird. Welche genauen Faktoren führen also zum Preisanstieg bei Fahrzeugen mit neuer Energie und wie lässt sich das Problem lösen?

Batteriekosten behindern die Verbreitung von Fahrzeugen mit alternativer Energie

In den frühen Phasen der Marktentwicklung setzte die Nationale Entwicklungs- und Reformkommission spezielle politische Subventionen um, um die Entwicklung des Marktes für Fahrzeuge mit alternativer Energie zu fördern. Die Folge war jedoch, dass eine große Zahl von Unternehmen blind in den Sektor der mit alternativen Antrieben betriebenen Fahrzeuge investierte, was letztlich zu einem weiteren Rückgang der Kapazitätsauslastung auf dem gesamten Automobilmarkt führte und gleichzeitig die normale Entwicklung gesunder Unternehmen behinderte.

Um diesem ungesunden Trend Einhalt zu gebieten, schlug die Nationale Entwicklungs- und Reformkommission Mitte letzten Jahres vor, den neuen Energiesubventionsstandard für 2021 um 20 Prozent zu senken. Nur Unternehmen, die 10.000 Fahrzeuge mit alternativer Antriebstechnologie verkaufen, können staatliche Subventionen erhalten. Obwohl diese Politik das Phänomen der blinden Investitionen in den Bereich der neuen Energien schnell und wirksam korrigierte, führte sie objektiv auch zu einem gewissen Rückgang der Wettbewerbsfähigkeit der Verkaufspreise für Fahrzeuge mit neuen Energien.

Darüber hinaus haben die rasant steigenden Batteriekosten die Preise für Fahrzeuge mit alternativer Antriebstechnologie weiter in die Höhe getrieben.

Branchendaten zeigen, dass die Rohstoffpreise stark gestiegen sind. Der Preis für Lithiumcarbonat, das Kernmaterial von Lithiumbatterien, ist seit Januar dieses Jahres im Vergleich zum Vorjahr um 60 % gestiegen, und auch der Preis für Lithiumeisenphosphat ist um fast 20 % gestiegen. Laut den Batteriekosten von CATL machen die Rohstoffkosten einer Batterie 80 % der Gesamtkosten aus, sodass man fast davon ausgehen kann, dass der Preis der Batterien um den gleichen Betrag steigen wird wie die Rohstoffpreise.

Nicht nur die Versorgung mit Batterierohstoffen, sondern auch die Produktionskapazitäten können der rasant steigenden Nachfrage nicht gerecht werden. Blue Lithium, ein bekannter Hersteller von Lithiumbatteriezellen, hatte zuvor angekündigt, dass seine jährliche Produktionskapazität von bis zu 400 Millionen Einheiten mittlerweile knapp sei, und angekündigt, dass das Unternehmen seine Produktionslinie für Lithiumbatterien ausbauen werde. Auch sein Konkurrent CATL erklärte kürzlich, dass die Batterieproduktionskapazität des Unternehmens kaum mit der Kundennachfrage Schritt halten könne, der Ausbau der Produktionskapazität jedoch lange dauere und deshalb keine pünktliche Lieferung möglich sei. Darüber hinaus hat das Unternehmen gemeinsam mit einigen nachgelagerten Unternehmen Produktionslinien für Lithiumbatterien gebaut.

Die steigenden Preise für Batterierohstoffe sind den Daten zur Produktionskapazität von Lithiumelementen zufolge hauptsächlich auf den Faktor „Angebotsungleichgewicht“ zurückzuführen. Allerdings handelt es sich bei dem Problem der Produktionskapazität um ein echtes Produktionsproblem. Im Vergleich zu anderen Komponenten ist der Ausbau von Batterieproduktionslinien schwieriger. Sicherheitsgenehmigungen, Einführung von Produktionsanlagen usw. sind allesamt Stolpersteine, die den Fortschritt der Expansion beeinträchtigen. Letztendlich ist die Batterieproduktionskapazität unter der Bedingung, dass „das Angebot geringer ist als die Nachfrage“, zu einem weiteren Faktor geworden, der den Preis von Batterien in die Höhe treibt.

Derzeit betragen die Batteriekosten bei Fahrzeugen mit neuer Energie etwa 30–40 % der Stückkosten des Fahrzeugs. Da die Batteriepreise aufgrund steigender Rohstoffpreise, unzureichender Batterieproduktionskapazitäten und aus anderen Gründen steigen, werden die Automobilhersteller am nachgelagerten Zuliefererende der Branche diesen Teil der Mehrkosten zwangsläufig auf den Produktverkaufspreis umlegen.

Nachdem die Reduzierung der Subventionspolitik für neue Energien zu einem Anstieg der Verkaufspreise der Endprodukte geführt hat, ist der größte Preisvorteil von Fahrzeugen mit neuer Energie gegenüber Fahrzeugen mit herkömmlichem Kraftstoff fast verschwunden und die seit langem bestehenden Mängel wie langsames Laden und hohe Wartungskosten haben sich noch einmal verstärkt. Wenn dieser Trend anhält, wird sich dies äußerst ungünstig auf die Entwicklung von Fahrzeugen mit alternativer Antriebstechnologie auswirken.

Kostengünstige Natrium-Ionen-Batterien könnten die Wende bringen

Da Lithiumbatterien aufgrund von Lieferproblemen mit starken Preissteigerungen konfrontiert sind, suchen die Batteriehersteller auch aktiv nach Gegenmaßnahmen.

Auf der CATL-Aktionärsversammlung 2020 vor kurzem warf der CATL-Vorsitzende Zeng Yuqun ein ziemlich schockierendes „Osterei“ ins Spiel. Er sagte, dass CATL im Juli die weltweit erste kommerziell erhältliche Natrium-Ionen-Batterie auf den Markt bringen werde.

Obwohl Natrium-Ionen-Batterien im Verbraucherbereich der breiten Öffentlichkeit nicht sehr bekannt sind, wird bereits seit vielen Jahren an ihnen geforscht. Derzeit verfügen viele chinesische Unternehmen, darunter CATL, Sacred Sun Technology und China National Salt Chemical Corporation, über langjährige Forschungs- und Entwicklungserfahrung im Bereich Natrium-Ionen-Batterien.

Im Vergleich zu Lithiumbatterien haben Natrium-Ionen-Batterien viele technische Vorteile. Das erste ist die Sicherheit. Die Temperatur des thermischen Durchgehens von Natrium-Ionen-Batterien ist höher als die von Lithium-Batterien und auch die Zeit, die für die Entstehung chemischer Reaktionen bei direktem Kontakt mit Wasser benötigt wird, ist recht langsam. Und einige Forscher haben festgestellt, dass Natrium-Ionen-Batterien zwar nicht wie Lithiumbatterien überladen werden können, jedoch überentladen werden können, was sie bei der Langzeitlagerung sicherer macht.

Was die Rohstoffe betrifft, sind Natriumvorkommen sehr reichlich vorhanden. Um die Kathode einer Natrium-Ionen-Batterie herzustellen, benötigen Sie lediglich gewöhnliches Speisesalz. Allein im Jahr 2019 erreichte die Salzproduktion meines Landes 60 Millionen Tonnen; Auch die Anode muss lediglich aus Rohstoffen wie Holz hergestellt werden und der Natriumgehalt in der Erdkruste ist 1.000-mal höher als der von Lithium. Aufgrund der extrem hohen Rohstoffverfügbarkeit sind die Rohstoffkosten für Natrium-Ionen-Batterien kaum von Angebots- und Nachfrageeffekten auf dem Markt abhängig, was zu drastischen Preisschwankungen führt. Daher sind die Rohstoffkosten für Natrium-Ionen-Batterien auf der Angebotsseite sehr stabil.

Aufgrund der Fülle an Rohstoffen sind die Kosten für Natrium-Ionen-Batterien nach der großflächigen Kommerzialisierung viel niedriger als die von Lithium-Batterien. Daten zeigen, dass die Kosten für Natrium-Ionen-Batterien nach der Skalierung nur 0,2 bis 0,3 Yuan/Wh betragen, während die Kosten für Lithium-Batterien, die bereits eine Skalierung erreicht haben, bis zu 0,5 bis 0,7 Yuan/Wh betragen und der Preis je nach Marktangebot erheblich schwanken wird. Daher werden Natrium-Ionen-Batterien preislich eine sehr günstige Alternative darstellen.

Da die Batteriekosten einen großen Anteil an den Stückkosten eines Fahrzeugs ausmachen, ist abzusehen, dass die Preise für Fahrzeuge mit alternativer Antriebstechnologie einen neuen Abwärtstrend einleiten werden, sobald Natrium-Ionen-Batterien im großen Maßstab kommerzialisiert sind. Angesichts der Tatsache, dass Teslas im Inland produziertes Model Y vor Neujahr mit einem Preisnachlass von 165.100 Yuan gegenüber der importierten Version auf den Markt kam und in weniger als 12 Stunden 100.000 Bestellungen eingingen, wird diese neue Runde der Preissenkungen die Popularität von Fahrzeugen mit alternativer Antriebstechnologie weiter fördern. Gleichzeitig bietet die hohe Sicherheit von Natrium-Ionen-Batterien den Herstellern von Fahrzeugen mit alternativen Antrieben auch die Möglichkeit, das unsichere Image der Batterien in den Köpfen der Verbraucher zu korrigieren. Dies trägt wesentlich dazu bei, ein Image der Branche zu schaffen, das nicht nur grün und umweltfreundlich, sondern auch sicherer ist.

Natürlich weisen Natrium-Ionen-Batterien kurzfristig auch einige Mängel auf, die verbessert werden müssen. Da die Ladungstransportkapazität von Natrium geringer ist als die von Lithium, beträgt die Energiedichte von Natrium-Ionen-Batterien, die sich derzeit in der Forschungsphase befinden, im Allgemeinen 120 Wh/kg und ist damit deutlich niedriger als die 160 Wh/kg von Lithium-Batterien. Dadurch ist es nicht möglich, die Batterielebensdauer des Autos ausreichend zu verlängern.

Im jüngsten Forschungsbericht des Helmholtz-Forschungszentrums in Deutschland heißt es jedoch, dass man davon überzeugt sei, dass die Verwendung des ultradünnen Kohlenstoffmaterials Doppelschicht-Graphen (Nanokohlenstoff) als Batterieanode dieses Problem wirksam lösen werde. Daher sei es nur eine Frage der Zeit, bis Natrium-Ionen-Batterien ausgereift seien.

Insgesamt werden Lithiumbatterien, deren Preis stark vom Angebot abhängt, ein großes Hindernis für die Verbreitung von Fahrzeugen mit alternativer Energie darstellen. Natrium-Ionen-Batterien hingegen bieten aufgrund der reichlich vorhandenen Rohstoffreserven klare Vorteile hinsichtlich der Stabilität und der niedrigen Kosten. Dies kommt der Risikokontrolle der Automobilunternehmen sehr entgegen und ermöglicht es mehr Verbrauchern, beim Autokauf leichter auf Fahrzeuge mit alternativer Antriebstechnologie und mit Preisvorteilen zurückzugreifen, was wiederum die Verbreitung von Fahrzeugen mit alternativer Antriebstechnologie auf dem Massenmarkt stark vorantreiben wird.

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