Derzeit gibt es keine Technologie, welche die Masseneinführung von Elektrofahrzeugen zu einem Preis ermöglicht, den sich der Durchschnittsverbraucher leisten kann. Basierend auf der aktuellen Technologie ist die Welt nicht einmal annähernd auf dem richtigen Weg, um das Ziel zu erreichen, den Verkauf neuer Verbrenner bis 2035 zu verbieten. Die Branche hat noch keine profitable Roadmap offenbart, um dorthin zu gelangen. Die meisten Elektrofahrzeuge verwenden heute eine Lithium-Ionen-Batterie, die Kobalt und Nickel benötigt, um für Langstreckenreisen zu funktionieren, was bedeutet, dass ihre Batterien und die Autos teuer sind. Den Batterien, die kostengünstige Materialien verwenden, fehlt die Reichweite, um mit den etablierten Verbrennungsmotoren für den täglichen Verbraucher wettbewerbsfähig zu sein oder sie sind zu instabil bzw. kurzlebig.
Mehr vom selben wird nicht reichen
Skalierung allein kann dies mit der aktuellen Technologie nicht lösen. Im Moment wird der Status Quo in immer größeren Fabriken weder Autoherstellern noch Verbrauchern helfen. Kobalt und Nickel werden mit steigender Nachfrage knapper und teurer. Es ist ungewiss, ob die globale Minenarbeit in der Lage sein wird, mit der Nachfrage nach diesen Materialien bei den derzeitigen Wachstumsraten Schritt zu halten. Ganz zu schweigen von den Wachstumsraten, die erforderlich wären, damit 100% der Neuwagen bis 2035 elektrisch sind (und bleiben). Die Nickelpreise steigen tendenziell an und sind teilweise extrem volatil. Der Kobaltabbau wird hauptsächlich in der „Demokratischen“ Republik Kongo in unregulierten Minen durchgeführt, in denen es keine angemessenen Schutzmaßnahmen gegen Kinderarbeit und Korruption gibt.
Batterien als kommerzieller Flaschenhals
Billigere Batterien hängen von der schnellstmöglichen Entwicklung neuer Technologien ab. Bis dahin ist es sehr schwierig, Elektrofahrzeuge über eine gesamte Produktlinie hinweg profitabel zu produzieren. Teure Luxusfahrzeuge am oberen Ende einer Produktlinie verleihen einem Autohersteller den Glanz einer elektrisierten Zukunft. Aber kostengünstigere Elektroautos hängen derzeit von staatlichen Subventionen ab, um wenigstens mittlere Verbraucherpreise zu erreichen. Die Wahrheit ist, dass Autohersteller mit der heutigen Batterietechnologie nicht das erschwingliche erste Auto für einen neu eingestellten Hochschulabsolventen produzieren können. Und inwieweit der Gebrauchtwagenmarkt dies auffangen kann, ist fraglich. Denn oftmals werden dort Autos mit stark reduzierter Batterieleistung landen. Fast so, als würde man ein Auto mit Motorschaden verkaufen.
Lichtblick: Die Anodenseite
Um eine machbare Massenakzeptanz zu erreichen, müssen die Batteriekosten sinken. Eine Batterie basiert auf einem System der chemischen Stromspeicherung, das von einer Anode auf der einen Seite und einer Kathode auf der anderen Seite abhängt, mit dem Lithium als Bindeglied zwischen den beiden. Um die Kosten auf der Anodenseite einer Batterie zu senken, könnte man auf energiereichere Materialien, wie Lithium selbst oder Silizium, umsteigen. Beide Ansätze beinhalten technische Herausforderungen, an denen Dutzende von Start-up-Unternehmen sowie große Batterieunternehmen und Universitäten seit Jahrzehnten arbeiten. Vielversprechende Technologien in Festkörperanoden und nanostrukturiertem Silizium sowie Technologien zur Erhöhung der Verwendung von Polymeren in Batterien haben sich im Laufe der Zeit herauskristallisiert, um die Energie auf der Anodenseite zu erhöhen.
Problemkind: Die Kathodenseite
Was auf der Kathodenseite der Batterie als einzig realistische Alternative gehandelt wird, ist billiger und reichlich vorhandener Schwefel. Aber es ist extrem schwer umzusetzen. Zwar kann kein anderes Material im Periodensystem realistisch mit dem Energiepotenzial mithalten. Dennoch ist es bereits eine jahrzehntelange Herausforderung, Schwefelkathoden nach Automobilspezifikationen zu realisieren. Wo Batterien auf Kobalt- und Nickelbasis die Energie von Lithium in einer Kristallstruktur halten, enthält Schwefel Lithium in einer chemischen Umwandlung, die Nebenprodukte erzeugt, welche die Batterieleistung sabotieren. Eine Handvoll Start-ups haben jahrzehntelang Schwefelkathoden vorangetrieben, aber nie wirklich eine Batterie produzieren können, die zur Testreife und auf den langen und teuren Weg zur Validierung für ein Elektroauto gebracht werden konnte.
Absichtserklärungen reichen nicht aus
Die Welt wird unzählige Batteriezellen benötigen, um eine 100% elektrische Zukunft zu erreichen. Unabhängig davon, ob es sich um eine Innovation auf der Kathodenseite oder auf der Anodenseite der Batterie handelt, dauert es immer noch drei bis sechs Jahre ab der Validierung in Testserien, um sie auf die Straße zu bringen. Ein Automobilhersteller muss Gewissheit haben, dass ein neues Material in immer größeren Batteriezellen funktioniert und dass es in bestehenden Fabriken und in wirklich großem Maßstab hergestellt werden kann.