„Power Day“: Volkswagen plant Einheits-Batteriezelle

Volkswagen hat bei seinem „Power Day“ seine Technologie-Roadmap für die Bereiche Batterie und Laden bis 2030 vorgestellt. Ziel der Roadmap ist, Komplexität und Kosten der Batterie signifikant zu senken. Kern des Plans sind zahlreiche Lade-Kooperationen, eine neue Einheits-Batteriezelle und gleich sechs Zellfabriken in ganz Europa.

Bei der Batterie soll eine Senkung von Komplexität und Kosten vor allem durch eine neue, einheitliche Batteriezelle erzielt werden, wie Volkswagen in der mehrstündigen „Power Day“-Veranstaltung erklärt hat. Diese Zelle hat zwar ein einheitliches Format, kann aber verschiedene Zellchemien beinhalten, die auf das jeweilige Fahrzeug angepasst ist. VW setzt hierbei auf eine prismatische Zelle.

Die Einheits-Batteriezelle soll bis 2030 in bis zu 80 Prozent aller E-Fahrzeuge des Konzerns verbaut werden. „Für die restlichen 20 Prozent braucht ein großer Hersteller wie Volkswagen speziell angepasste Zellen von Lieferanten“, sagte VW-Technik-Vorstand Thomas Schmall beim „Power Day“. „Wichtig ist aber, dass wir für 80 Prozent die gleiche Zelle verwenden. Mit diesen 80 Prozent gelingt es uns dann, die Kostenziele zu erreichen.“

Die Kosten sollen im Schnitt um 30 Prozent sinken, bei kleineren Fahrzeugen sogar um bis zu 50 Prozent. Dass die Einsparungen bei den „Entry-BEV“ größer ausfallen, hat einen einfachen Grund: Ähnlich wie es Tesla bei dem „Battery Day“ im September 2020 angekündigt hat, will auch Volkswagen bei seinen Einstiegsmodellen künftig auf LFP-Zellen setzen – wenn auch VW und Tesla das jeweilige Einstiegssegment anders definieren. „Diese Zellen sind günstig und robust, sie halten viele Ladezyklen aus“, sagte Frank Blome, Leiter des Center of Excellence Batteriezelle. „Damit sind sie für Fahrzeuge mit geringen Reichweiten sehr vielversprechend.“

LFP für Entry-BEV, Solid State als „End-Ziel“

Konkret beziffert Volkswagen, dass bis zu 15 Prozentpunkte beim Zelldesign selbst eingespart werden sollen, bis zu zehn Prozentpunkte in der Produktion, fünf Prozentpunkte im Batteriesystem und bis zu 20 Prozentpunkte bei den Materialkosten für Anode und Kathode – macht in der Summe die angepeilten 50 Prozent gegenüber der heutigen Zellgeneration. Auch das „konsequente Recycling“, ausgehend von der im Januar eröffneten Pilotanlage in Salzgitter, soll langfristig zu den Kosteneinsparungen beitragen – 95 Prozent der Materialien sollen wieder verwendet werden können.

„Auch bei der Batterie werden wir unsere Größenvorteile zugunsten der Kunden nutzen“, sagt Schmall. „Im Durchschnitt werden wir damit die Kosten für Batteriesysteme auf deutlich unter 100 Euro pro Kilowattstunde senken. Damit wird die E-Mobilität endgültig erschwinglich und zur bestimmenden Antriebstechnologie.“

Für die Volumen-Baureihen der Konzernmarken sollen Zellen mit hohem Mangan-Anteil eingesetzt werden, in nicht näher definierten Spezialfällen sollen weiter NMC-Kathoden verbaut werden – wegen der hohen Nickel-Kosten aber wohl eher bei den Premium-Marken. Als „End-Ziel“ bezeichnete Batterie-Experte Blome die Feststoffbatterien, die dann einen Ladevorgang auf 80 Prozent in nur 12 Minuten ermöglichen sollen.

Laut Blome sollen die Solid-State-Batterien nicht nur kürzere Ladezeiten für Kunden ermöglichen (auf den 450 Kilometern von Leipzig nach München beispielsweise sollen es nur noch die erwähnten 12 Minuten sein), sondern mit ihrem einfacheren Aufbau zur Kostensenkung beitragen – und auch zu einem geringeren Gewicht der Fahrzeuge. So wiege alleine die Kathode in der 77-kWh-Batterie des ID.3 rund 100 Kilogramm. „Auf dieses Gewicht können wir dann verzichten“, so Blome. Das Proof-of-Concept der Technologie von Partner Quantum Scape sei da, es gebe aber noch einige Hürden auf dem Weg zur Industrialisierung – ins Detail ging der Batterie-Experte hier nicht.

Einen Sonderweg bei den Batteriezellen will Porsche gehen. Bereits heute verfügen der Porsche Taycan und das jüngst vorgestellte Schwestermodell Audi e-tron GT über Zellen mit einer Silizium-basierten Anode anstelle des üblichen Graphits. Wie Porsche-Chef Oliver Blume in seinem Auftritt beim „Power Day“ erklärte, werde die Marke weiter Knowhow bei High-Performance-Zellen aufbauen, sowohl für Straßen-Sportwagen als auch den Motorsport. Laut Blume soll Porsche unter anderem an neuen Materialien arbeiten, aber etwa auch an effizienteren Lösungen zur Kühlung von Batterien.

Markenübergreifend wird laut Technik-Vorstand Schmall künftig ein neues Paradigma bei der Entwicklung gelten: „Bisher haben wir die Fahrzeuge konzipiert und dann die Batterie dafür entwickelt“, so Schmall. „Jetzt wird die Batterie von vorne herein definiert und das Auto darum herum entwickelt.“ Für ein Technologie-Startup ein üblicher Ansatz, für einen bisher Fahrzeug-fokussierten Konzern wie Volkswagen ein großer Wandel.

Da zum Beispiel die Marke Volkswagen kürzlich ihre E-Ziele für 2030 deutlich erhöht hatte – in besagtem Jahr sollen 70 Prozent des Absatzes reine Elektroautos sein – und auch weitere Konzernmarken die Anzahl ihrer Elektro-Modelle ausbauen, steigt natürlich auch der Bedarf an Batteriezellen enorm. Bisher war vom Konzern von 150 GWh bis 2030 die Rede. Diese Zahl korrigierte Schmall nun ebenfalls nach oben: Alleine der VW-Konzern werde bis 2030 beachtliche 240 GWh an Zellen benötigen – und will diesen Bedarf über sechs europäische Gigafabriken mit jeweils 40 GWh Jahres-Output abdecken. „Bis 2030 wollen wir gemeinsam mit Partnern insgesamt sechs Zellfabriken in Europa in Betrieb nehmen und so Versorgungssicherheit garantieren“, so Schmall.

VW plant sechs 40-GWh-Fabriken nur für den Eigenbedarf

Diese sechs Batteriezellfabriken will VW aber nicht alle selbst betreiben – zumindest nicht alleine. Die erste dieser 40 GWh-Fabriken soll bei Northvolt im schwedischen Skellefteå entstehen. Bisher ist die dortige Fabrik auf 14 GWh ausgelegt, soll aber über die von Northvolt geplanten 32 GWh hinaus vergrößert werden – und offenbar ausschließlich für den VW-Konzern produzieren. Dabei hat Northvolt auch Liefer-Vereinbarungen mit anderen Autobauern, unter anderem BMW, geschlossen. Laut Schmall soll die Fertigung dort 2023 anlaufen und vor allem die Einheits-Zelle für Premium-Fahrzeuge herstellen.

Wie Northvolt in einer eigenen Mitteilung angibt, umfasst der neue Auftrag von Volkswagen einen Wert von 14 Milliarden Dollar, derzeit rund 11,75 Milliarden Euro. Zudem werde Volkswagen seinen Anteil an Northvolt erhöhen – der genaue Umfang der Aufstockung wird aber nicht beziffert. 2019 waren die Wolfsburger mit 20 Prozent bei den Schweden eingestiegen.

Die zweite 40-GWh-Fabrik soll in Salzgitter entstehen. Bisher waren dort 16 GWh geplant, die später auf 24 GWh erweitert werden sollten – ebenfalls Teil des 2019 geschlossenen Deals mit Northvolt. Aus der Mitteilung der Schweden geht aber nun hervor, dass VW die Anlage in Salzgitter alleine betreiben wird. „Da der Volkswagen-Konzern plant, seine eigene Batterieherstellung in Europa zu vergrößern, wird Northvolt seinen Anteil am Joint Venture Northvolt Zwei in Salzgitter an Volkswagen verkaufen“, schreibt Northvolt. Im Gegenzug werde VW seinen Anteil an Northvolt erhöhen.

Laut Informationen der „WirtschaftsWoche“ soll das auf Betreiben von VW passiert sein, da es den Wolfsburgern angeblich zu langsam gehe. Volkswagen sei laut Konzern-Insidern zu der Überzeugung gelangt, dass das junge schwedische Unternehmen mit dem gleichzeitigen Bau einer Fabrik in Schweden überfordert sei und sich besser auf dieses konzentrieren solle. Was nun offenbar auch geschieht: Northvolt konzentriert sich auf Skellefteå, VW baut in Salzgitter alleine – zwar wurde der angekündigte Produktionsbeginn um ein Jahr verschoben, dafür wird die Kapazität wohl höher ausfallen.

In Niedersachsen sollen ab 2025 Zellen für Volumen-Modelle gebaut werden – auch wenn Schmall es nicht direkt bestätigte, wird es sich hier wohl um die Variante der Einheits-Zelle mit hohem Mangan-Anteil in der Kathode handeln. In beiden Fällen sollen die Fabriken „schrittweise“ auf die Jahreskapazität von 40 GWh ausgebaut werden – ein Zieldatum hierfür nannte VW nicht.

Die dritte Fabrik soll in Spanien, Portugal oder Frankreich entstehen. Wie in der vergangenen Woche bekannt wurde, ist der VW-Konzern an Planungen für eine Batteriefabrik in Spanien beteiligt, die das Seat-Werk in Martorell beliefern soll. Ob diese Fabrik ebenfalls Teil der 40-GWh-Fabriken oder etwa zusätzlich zu einer angeblich möglichen Fabrik in Frankreich oder Portugal geplant ist, ist derzeit unklar.

Zwei Batteriefabriken mit unklarem Standort

Fabrik Nummer vier soll dann in Osteuropa entstehen. Laut Schmall steht der Konzern hier mit den Regierungen von Tschechien, Polen und der Slowakei sowie der EU-Kommission im Austausch. Als geplanter Produktionsstart wurde das Jahr 2027 genannt. Zu den möglichen Standorten für die beiden weiteren Fabriken macht VW noch keine Angaben. Es gab bereits Berichte, die dem VW-Standort Emden Chancen eingeräumt haben – zum einen wegen des vorhandenen Windstroms, zum anderen natürlich wegen des dortigen Fahrzeugwerks.

Klar ist aber: Wenn VW nach eigenen Angaben bis 2030 jene 240 GWh an Zellen benötigt, werden auch die beiden weiteren Werke kurz nach ihrer Eröffnung einen substanziellen Beitrag leisten. Zwar will VW weiterhin Zellen einkaufen, hierbei soll es sich aber wohl vor allem um jene 20 Prozent der Zellen handeln, die nicht auf der Einheits-Zelle basieren.

Auch zu den angepeilten technischen Daten der Einheits-Zelle mit den jeweiligen Zellchemien gab es bei der zweistündigen Veranstaltung keine Details. Dafür wurde eine andere Eigenschaft der Einheits-Zelle bestätigt: Sie ist Cell-to-Pack-fähig, kann also ohne den Zwischenschritt der Batteriemodule in das Fahrzeug eingebaut werden, was Komplexität und Kosten weiter verringern soll.

Artemis-Audi wird als erstes Modell Cell-to-Pack-Technologie nutzen

Wie Audi-Chef Markus Duesmann angab, wird die im Rahmen des Artemis-Projekts entwickelte E-Limousine erstmals die Cell-to-Pack-Technologie nutzen. Bei seinem Auftritt bekräftigte Duesmann zudem, dass das Fahrzeug Ende 2024 auf den Markt kommen werde – und widersprach so kürzlich bekannt gewordenen Gerüchten, wonach sich das Fahrzeug bis mindestens 2025 verzögere. Die Konzeptionsphase sei abgeschlossen und die Serienentwicklung angelaufen, sagte Duesmann – ohne dabei auf weitere Gerüchte einzugehen, wonach Artemis-Geschäftsführer Alex Hitzinger „entmachtet“ worden sei und die Entwicklung des Fahrzeugs beim neuen Audi-Entwicklungsvorstand Oliver Hoffmann liege.

Bei dem „Power Day“ ging es Volkswagen aber weniger um konkrete Modelle, sondern vielmehr die Technologie-Roadmap an sich. Neben der Batterie ist dabei für den Konzern das Thema Laden und Energie die zweite wichtige Säule. Bis 2025 will das Unternehmen im Verbund mit Partnern rund 18.000 öffentliche Schnellladepunkte in Europa betreiben. Das wäre eine Verfünffachung gegenüber dem Status quo und der VW-Konzern würde dann gemeinsam mit seinen Partnern rund ein Drittel der für 2025 prognostizierten Schnelllade-Infrastruktur in Europa betreiben.

18.000 Schnellladepunkte bis 2025 geplant

Konkret hat das Unternehmen dazu Kooperationen mit den Energieunternehmen BP (Großbritannien), Iberdrola (Spanien) und Enel (Italien) vereinbart. Die Kooperation mit BP hat zwar den Fokus auf Großbritannien, es sollen aber laut der Ankündigung europaweit 8.000 Ladepunkte mit mindestens 150 kW gebaut werden – in Deutschland etwa an Tankstellen der BP-Tochter Aral. In Spanien sollen in Kooperation mit Iberdrola vor allem die Hauptverkehrsachsen erschlossen werden. In Italien will Volkswagen mit Enel kooperieren, um das Schnellladenetz sowohl an Autobahnen als auch im städtischen Raum auszubauen.

VW will hierfür nach eigenen Angaben bis 2025 rund 400 Millionen Euro investieren, „weitere Umfänge“ sollen von externen Partnern getragen werden. Wie Porsche-Chef Oliver Blume ankündigte, soll auch das Ionity-Netz weiter ausgebaut werden. Zudem plant Porsche ein eigenes HPC-Netz entlang wichtiger Verkehrsachsen – mit jeweils sechs bis zwölf 350-kW-Ladepunkten, einem Dach und auch komfortablen Aufenthaltsmöglichkeiten während des Ladens. Weitere Details zu dem Porsche-Ladenetz, etwa zu Fremd-Nutzern, nannte Blume nicht.

MEB-Fahrzeuge werden ab 2022 bidirektionales Laden unterstützen

Auch in China und Nordamerika sollen die Schnellladenetze wachsen. Electrify America plant bis Ende des Jahres rund 3.500 Schnellladepunkte in Nordamerika. In China plant Volkswagen über das Joint-Venture CAMS mit insgesamt 17.000 Schnellladepunkten bis 2025. Dort sollen bis Ende diesen Jahres in acht Großstädten über 500 Ladeparks mit 6.000 Ladepunkten in Betrieb sein.

Zudem bestätigte die kürzlich von Innogy zu Volkswagen gewechselte Managerin Elke Temme, was der scheidende VW-Chefstratege Michael Jost bereits kürzlich in einem Interview angedeutet hatte: VW will die Elektroautos künftig in private, geschäftliche und öffentliche Energiesysteme integrieren. Das soll vom Puffern des selbst erzeugten Solarstroms für den späteren Verbrauch im einzelnen Haushalt bis zum Einbinden der Fahrzeugbatterie in das öffentliche Stromnetz reichen.

Konkret sollen die MEB-Fahrzeuge ab 2022 über entsprechende Funktionen verfügen, Volkswagen will dann nach eigenen Angaben „ein Gesamtpaket mit allen Modulen und digitalen Diensten anbieten – von der bidirektionalen Wallbox bis zum Energiemanagement“. Dabei haben die Wolfsburger laut Schmall ein Ziel: Dass das Laden für Kunden möglicherweise sogar kostenlos wird.

„E-Mobilität ist zu unserem Kerngeschäft geworden. Nun integrieren wir systematisch weitere Stufen in der Wertschöpfungskette. Wir sichern uns langfristig eine Pole-Position im Rennen um die beste Batterie und das beste Kundenerlebnis im Zeitalter der emissionslosen Mobilität“, so Herbert Diess, Vorstandsvorsitzender des Volkswagen Konzerns.
Quelle: Livestream der Veranstaltung, volkswagen-newsroom.com, northvolt.com, aral.de, iberdrola.com, wiwo.de