INFRADianba
Die E-Tankstelle der Zukunft
Batteriewechsel

Unser Know-how und unsere Erfahrungen

Unsere Position: Die neuen Herausforderungen erfordern eine Strategie der Synergie

Um unseren Hintergrund zu verstehen, ist es notwendig, unsere Überzeugung auf der Grundlage von Forschungen, praktischen Übereinstimmungen und vertieften Expertengesprächen zu erklären:

Der neue Energiemarkt

Der deutsche Strombedarf von heute (ca. 510 TWh) wird durch die wachsende E-Mobilitätsnachfrage, den Ausbau der Wärmepumpen und die breite Einführung von 5G (denkbar: 7-800 TWh p. a.) steigen. Gleichzeitig muss Deutschland seinen Atomausstieg im Jahr 2022 und seinen Kohleausstieg im Jahr 2038 kompensieren. Es erscheint realistisch, dass in 20 Jahren 170-200 GW der installierten Leistung aus grünen Energiequellen wie Wind- und Sonnenenergie mit ihren enormen Volatilitäten stammen müssen. Für deren Kompensation gewinnen flexible Lade- und Nutzungsmöglichkeiten immer mehr an Bedeutung, flankiert von einem umfassenden Energiespeichersystem (für 24 Stunden müssen bis zu 2 TWh e-Speicherkapazitäten permanent zur Verfügung stehen, insbesondere wenn die Notstromkraftwerke vermindert verfügbar sind). 

Der neue E-Mobilitäts-Markt

Die deutsche E-Mobilitätswende muss konsequent umgesetzt werden, da 20 % der deutschen CO2-Belastung durch den Verkehrssektor verursacht werden. Von fast 170 Millionen CO2-Tonnen pro Jahr muss Deutschland seine CO2-Belastung auf 100 Millionen CO2 pro Jahr im Jahr 2030 reduzieren, was die Kompensation von 10 Millionen E-Autos innerhalb von zehn Jahren erfordert. Im Jahr 2040 müssen bereits mehr als 22 Millionen E-Autos das nächste verbindliche CO2-Dekade-Ziel der EU und der Bundesregierung erreichen. 35 Millionen E-Autos und 2 Millionen E-Transporter werden rund 140 TWh p. a. nachfragen und könnten eine technische Batteriekapazität von mehr als 1,8 Milliarden kW bieten, was einem Kaufpreis von 180 Milliarden Euro entspricht. Eine solche Kapazität von 1,8 TW scheint im Hinblick auf den außerordentlichen Speicherbedarf des deutschen E-Sektors sehr attraktiv zu sein. Warum zwei getrennte Batterie-Wege gehen, wenn eine gemeinsame Lösung möglich, billiger und produktiver ist? Nahezu ein Drittel der benötigten Energiespeicherkapazität könnte aus dem e-Mobilitätssektor bereitgestellt werden, was ein konstantes zweites Einkommen ermöglicht.

Der neue Batteriemarkt

Der Batteriebedarf der Zukunft wird extrem wachsen; meist ohne sichere Wertschöpfungsketten und verfügbare Ressourcen (siehe Deutschland). Benchmark Mineral Intelligence prognostiziert, dass die weltweite Nachfrage nach Lithium, Kobalt und Nickel extrem steigen wird (im Vergleich zu 2017 im Jahr 2028: Faktor 9,6 für Lithium, Faktor 18,9 für Kobalt und Faktor 5,1 für Nickel).

Macquarie erwartet, dass der Weltbedarf an Lithium im Jahr 2025 bei etwa 500.000 Tonnen p. a. liegen wird; ein Prozent der verfügbaren globalen Reserven, die hauptsächlich in sechs Ländern vorhanden sind (85 % der Mineralreserven befinden sich in Argentinien, Bolivien, Chile, China, Australien und in den USA). Der deutsche OEM-Markt benötigt für seine E-Mobilität im Durchschnitt innerhalb der nächsten 30 Jahre 500.000 t Lithium p. a. (heute: pro 1 kWh Verbrauch von Lithium-Ionen-Batterien werden 0,15 kg Lithium benötigt); die deutschen OEMs werden mindestens 200.000 p. a. benötigen. Diese Abhängigkeit wird zu einem großen Kaufpreisträger werden, könnte aber durch längere Batterielebensdauer (Faktor 4-5!), mehr Lithium-Effizienz und Second-Life-Strategien u. a. bis auf 40 % reduziert werden. Der technologische Ansatz von INFRADianba ist der beste Weg, dies zu erreichen; flankiert von dem Vorteil, immer die neuesten Produkte und optimale Rohstoffe einzusetzen.

E-Mobilitäts-Flotten als archimedischer Punkt

Der zentrale Schlüssel zur Lösung der Verschmutzungsprobleme im Verkehrssektor ist die rasche Dekarbonisierung (Elektrifizierung der deutschen Flotten). In den größeren Gemeinden sind 20 % der Kraftfahrzeuge gewerblich genutzt und belasten 80 % der lokalen Treibhausgase. Sie sind auch hauptverantwortlich für andere Umweltbelastungen wie Lärm.

4,5 Mio. Pkw und leichte Nutzfahrzeuge (bis 7,5 t) sind in 1,6 Mio. unternehmerischen Fuhrparks organisiert; 85-90 % der registrierten 3,15 Mio. Transportfahrzeuge, hauptsächlich Lkw, werden zu logistischen oder analogen Zwecken in Unternehmenspools betrieben. Die zehn größten Lkw-Vermieter in Deutschland sind für 32.000 Lkw verantwortlich und brauchen innovative Perspektiven. Die mehr als 75.000 Busse und 45.000 Taxis, die in Fuhrparks mit 500 Taxizentralen organisiert sind, und die mehr als 50.000 Mietwagen sind auch sehr interessante Dekarbonisierungs-Objekte. Jedes Jahr erhalten mehr als 800.000 neue Fahrzeuge für Geschäfts- und Flottenzwecke ihre offiziellen Lizenzen (2018). Neben praktikablen Wasserstoff-Lösungen für die größten LKWs suchen diese Flottenbetreiber nach e-Infrastrukturen mit hoher Verfügbarkeit, niedrigen CAPEX und OPEX, minimalen Kosten durch schnelle, sehr schnelle Aufladung und optimaler technischer und wirtschaftlicher Nutzung.

E-Motorfahrzeuge als kompatible Nutznießer

E-Stationen mit Batterie-Tauschkomponenten sind eine optimale Lösung für kommerzielle E-Mobile mit hoher Nutzungsfrequenz. Die Batteriewechseltechnologie von INFRADianba ermöglicht drei Batteriewechsel pro Tag für Taxiflottenfahrzeuge, die auf diese Weise bis zu 600-700 km pro Tag mit einer Gesamtenergieversorgungsunterbrechung von maximal 5 Minuten (netto) fahren können. Durch die Versorgung dieser kommerziellen Flotten, die die dominierenden städtischen Verkehrsverursacher sind, können die auf Swapping basierenden E-Stationen rechtzeitig oberhalb der Gewinnschwelle arbeiten. Dies ist eine attraktive Einladung an Einzelwagenfahrer, deren Vertreter tatsächlich zwischen 80-90 % des für 2050 prognostizierten Potenzials von 35 Millionen E-Autos ausmachen. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass 64,7 % (2018) der neu zugelassenen Fahrzeuge als Dienstwagen deklariert sind, die mehr oder weniger in einem betriebswirtschaftlichen Kontext betrieben werden, scheint eine zweite Einführung nach der flottenbasierten Gewinnschwelle sehr realistisch zu sein.

Ein Durchbruch bei den kommerziellen Flotten, die täglich ihre Betriebskosten optimieren müssen, öffnet die Tür für generell niedrigere Strompreise aufgrund großer Verbrauchsmengen, doppelter Nutzen-Einsatz-Minimierung und der Verlässlichkeit von Kooperationsvereinbarungen mit Flottenbetreibern. Viele freiberuflich tätige E-Mobil-Eigentümer und -Fahrer werden die Vorteile logistisch gut gelegener Stationen mit zusätzlichen Dienstleistungen, schnellem Tausch und niedrigen Preisen zu schätzen wissen, die sich aus dem Massenfaktor professionell betriebener Stationen und deren Stromspeichereffekten ergeben (siehe Batterieaggregate). Kein Netz von Wechselstrom-Säulen und kein nächtliches "at-home-plug-in" kann so niedrige Preise und Hilfestellungen bieten wie die kombinierte und angereicherte Swap-Lade-Speicher-Infrastruktur von INFRADianba (siehe Swap 4.0 im "7 in 1"-Kontext).

Die Kommunen als Avantgarde der Wende

Die Wende zur E-Mobilität erfordert machbare und durchführbare bezahlbare Infrastrukturstrategien. Schließlich werden die deutschen E-Auto-Hersteller den deutschen Plug-in-Säulen-Ausbau wegen der zu hohen zusätzlichen Investitionskosten in einer Größenordnung von 50-70 Milliarden Euro nicht bezahlen. Der internationale Automobilmarkt ist so wettbewerbsintensiv, dass diese Belastungen die Marktchancen deutscher Autos grundlegend zerstören würden.

Die führenden deutschen Energieversorger sind nicht daran interessiert, in Wechselstrom-Säulen zu investieren, da diese aufgrund ihrer langen Ladezyklen und geringen Betriebsergebnisse niemals gleichzeitig eine kundenfreundliche und aktionärsorientierte Geschäftspolitik sicherstellen können. Die DC-Steckdose ist außerordentlich extrem teuer (s. Innogy mit fast 70 Cent/kWh); die Aufladung basiert auf Stations- und Netzausgaben mit zu überwältigenden CAPEX und OPEX, wenn eine breite und breit akzeptierte selbsttragende E-Mobilitätseinführung angestrebt wird. Die staatliche Seite wird geschwächt durch die direkten Corona-bezogenen Kosten, die finanziellen/wirtschaftlichen Folgen von Corona und die steigenden Kosten für die Klimapolitik, die Veralterung unserer Gesellschaft, neue militärische Bedürfnisse usw. 

Die Kommunen, konfrontiert mit den verbindlichen Zielen der Energiewende und strengen Fahrverboten für Dieselfahrzeuge (bereits 35 Verbote durch Gerichtsentscheidungen), müssen nun die krisenbedingten Einbußen an Steuern, Gebühren und sonstigen Einnahmen, außerordentliche Kosten für Vorsorge und Medikamente, die Ausgaben für eine behutsame und nachhaltige Belebung des Gemeindelebens und vieles mehr überbrücken. Allein im Mai 2020 fehlten bereits 60 Milliarden Euro. Die meisten von ihnen werden zusätzliche neue Kostenbelastungen für Netzinvestitionen nicht akzeptieren, wenn sie nicht strikt verpflichtet werden. Viele von ihnen werden kurz vor dem Bankrott stehen, wenn die Corona-Krise ohne ausreichende Erholung anhält. Sie brauchen praktikable, bezahlbare, effektive und schnell umsetzbare Infrastrukturlösungen. E-Stationen mit Austausch, Minimierung riesiger Installationsaufgaben und Netzinvestitionen könnten ihnen bei der Bewältigung helfen. Gegenwärtig (2020/2021) ist der öffentliche Personentransport aufgrund der obligatorischen sozialen Distanzierung sehr ineffizient: Die Betreiber verfügen nur über 25 % der jetzt benötigten Kapazitäten. Anstelle von Plug-in-e-Bussen mit großen Kapazitätsverlusten durch zeitraubende Ladevorgänge ermöglicht der Swapping-Ansatz eine nahezu vollständige Nutzung der Transportkapazitäten. In Kombination mit kleineren Swapping-E-Bussen ist es einfach, eine flexible und feinfühlige Reaktion auf diese Transportherausforderungen zu organisieren, wobei der schnelle Aufbau von Swapping-Stationen mit spezifischen Batterieaggregaten eingeschlossen ist, was ertragsorientierte Dual-Use-Anwendungen ermöglicht.

Nach den Erfahrungen der Corona-Krise kann und wird die Revolution des Swappings plus Mehrfachnutzung sofort stattfinden und den Kommunen helfen, ihr Verkehrssystem bedarfsorientiert und nachfrageorientiert zu elektrifizieren und weitere Optionen zu gewinnen: zum Beispiel in Kombination mit Wasserstoff oder autonomem Fahren oder kohlenstofffreien Kraftstoffen; als Speicherpartner des Smart Grid und als Abnehmer billiger Überschussenergie. Das Swapping für kommunale Flotten scheint ein zentraler Punkt für die Zukunft der Mobilität zu sein. Deutschland hat 11.054 Kommunen, aber 89 % der Bevölkerung leben in nur 3.000 Kommunen (79 Millionen Einwohner). Mit einem Netz von 15.000 kommunalen oder halb-kommunalen Multi-E-Stationen, zusätzlich zu den traditionellen Anbietern wie BP, Aral oder Shell, wären diese Kommunen mit ihren unterschiedlichen öffentlichen und privaten Flotten stark genug, um zu einer zukunftsweisenden und erfolgsauslösenden Avantgarde der deutschen Klimawende zu werden.