Elektromobilität im internationalen Automobilmarkt. Ein Vergleich zwischen Deutschland und China

Tesis de Máster , 2022 , 122 Páginas , Calificación: 1,1

Ingeniería - Ingeniería industrial

Die Masterthesis untersucht den Wettbewerb in der Automobilbranche zwischen Deutschland und China in Hinblick auf die Elektromobilität. Dabei stehen die Megatrends Mobilität und Neo-Ökologie im Vordergrund, welche die Transformation prägen. Die Länder Deutschland und China sind für den Hochlauf der neuen Technologie von Interesse. Kein Land wie Deutschland hat so viele namenhafte und wertvolle Automobilhersteller. Für alle deutschen Hersteller ist China zugleich der wichtigste Absatzmarkt. Unterdessen ist China das Vorreiterland in der Elektromobilität mit den höchsten Verkaufszahlen weltweit. Diverse chinesische Hersteller und Start-ups haben mit Hilfe strategischer politischer Unterstützung die Transformation zur Elektromobilität genutzt, um Qualitätslücken zu schließen und produzieren nun hochwertige Elektroautos.

Primär wird mit dem Ziel der Arbeit verfolgt, die Chancen und Risiken für die deutsche Elektromobilitätsbranche aus dem Ländervergleich herauszuarbeiten. Als Ziel sollen Handlungsempfehlungen und Strategien für Hersteller und politische Entscheidungsträger festgehalten werden.

Um fundierte hochwertige Ergebnisse zu gewinnen, wird auf eine qualitative Forschung zurückgegriffen. Durch eine gezielte Auswahl von Experten aus den relevanten Stakeholder-Gruppen können in Interviews die Themen präzise angesprochen werden. Mittels renommierten und gegenwärtigen Artikels, Journals und Literatur sind die fundamentalen theoretischen Grundlagen zur Elektromobilität dargelegt.

Da die Elektromobilität eine Veränderung in der Wertschöpfungskette mit sich bringt, wird besonders auf die Schlüsselkomponenten für die Batterie eingegangen. Im Bereich der Batteriewertschöpfungskette hat Deutschland eine enorme Abhängigkeit von chinesischen Zelllieferanten sowie bei der Rohstoffversorgung, die ebenfalls von China dominiert wird. Generell ist die Nachfrage nach Modellen von chinesischen Herstellern in China sehr hoch und deutsche Marken verlieren an Marktanteilen. Die Analyse zeigt welche neuen Wettbewerber aus China eine Bedrohung darstellen.

Die gewonnen Ergebnisse fließen in den Interviewleifaden ein. Aus praxisnaher Erfahrung werden die Ergebnisse anschließend gefestigt. Deutsche Elektromodelle verlieren bei den Kunden in China an Interesse, da die Ansprüche an die Digitalisierung und Vernetzung nicht erfüllt werden.

Inhaltsverzeichnis

Management Summary

Kurzzusammenfassung

Inhaltsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Hintergrund und Problemstellung
1.2 Zielsetzung und Forschungsfrage
1.3 Aufbau der Arbeit und Vorgehensweise

2 Theoretische Grundlagen Megatrend Elektromobilität
2.1 Definition und Abgrenzung Megatrend Elektromobilität
2.2 Historisch-Politische Entwicklung Elektromobilität
2.2.1 Deutschland
2.2.2 China
2.3 Ausführungsformen von Elektrofahrzeugen
2.3.1 Hybridfahrzeuge, Hybrid Electric Vehicles (HEV)
2.3.2 Range Extended Electric Vehicle (REEV)
2.3.3 Batterieelektrische Fahrzeuge (BEV)
2.3.4 Brennstoffzellenfahrzeuge, Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV)
2.4 Trends und Aktualität der Elektromobilität
2.5 Schlüsselkomponenten in der Wertschöpfungskette der Elektromobilität
2.5.1 Die neue Wertschöpfungskettefür Elektromobile
2.5.2 EnergiespeicherAkku
2.5.3 Rohstoffe

3 Praxisbezug in der Automobilbranche
3.1 Der internationale Automobilmarkt
3.2 Strukturanalyse der Elektromobilitätsbranche in Deutschland und China
3.2.1 Intensität des Wettbewerbs
3.2.2 Lieferanten der Schlüsselkomponente
3.2.3 Verhandlungsmacht der OEMs und Endkunden
3.2.4 Markteintritt von neuen und zukünftigen Wettbewerbern aus China
3.2.5 Ersatzprodukte der Elektromobilität
3.3 Zusammenfassung der Wettbewerbskräfte im Ländervergleich
3.4 Arena-Analyse

4 QualitativeExpertenbefragung
4.1 Forschungsdesign
4.2 Leitfadeninterview und Expertenauswahl
4.3 Durchführung und Qualitative Inhaltsanalyse
4.4 Auswertung der Empirie
4.4.1 Ergebnisdarstellung
4.4.2 Erfolgsfaktoren im internationalen Wettbewerb

5 Schlussbetrachtung
5.1 Chancen und Risiken für die deutsche Automobilbranche
5.1.1 Risiken
5.1.2 Chancen
5.2 Handlungsempfehlungen für die deutsche Automobilbranche
5.3 KritischeWürdigung
5.4 Fazit und Ausblick

Literatur- und Quellenverzeichnis

Anhang
A.1 Die Elektromobile Wertschöpfungskette
A.2 Der internationale Automobilmarkt
A.3 Kennzahlen Automobilmarkt in Deutschland
A.4 Kennzahlen Automobilmarkt in China
A.5 LithiumreserveninEuropa
A.6 Interviewleitfaden

Management Summary

The master's thesis "Electromobility in the international automotive market: A comparative analysis of China and Germany" is intended to examine the competition in the automotive industry in both countries with regard to electromobility. The focus is on the megatrends of mobility and neo-ecology, which are shaping the transformation. The countries Germany and China are of interest for ramping up the new technology. No country like Germany has so many well-known and valuable automobile manufacturers. For all German manufactur­ers, China is also the most important sales market. Meanwhile, China is the pioneering country in electromobility with the highest sales figures worldwide. With the help of strate­gic political support, various Chinese manufacturers and start-ups have used the transfor­mation to electromobility to close quality gaps and are now producing high-quality electric cars.

The primary aim of the thesis is to identify the opportunities and risks for the German electromobility industry based on a comparison of countries. The goal is to set out recom­mendations for action and strategies for manufacturers, political decision-makers and sup­pliers.

Qualitative research is used to obtain well-founded, high-quality results. Through a tar­geted selection of experts from the relevant stakeholder groups, the topics can be ad­dressed precisely in interviews. The fundamental theoretical principles of electric mobility are presented using renowned, well-known and current articles, journals and literature. Since electromobility entails a change in the value chain, special attention is paid to the key components for the battery. In the battery value chain, Germany is extremely depend­ent on Chinese cell suppliers and on the supply of raw materials, which is also dominated by China. In general, the demand in China for models from Chinese manufacturers is very high and German brands are losing market share. The analysis shows which new com­petitors from China pose a threat.

The results obtained are incorporated into the interview guide. The results are then con­solidated from practical experience. German electric models are losing interest among customers in China because the demands for digitization and connectivity are not being met. This is just one of several reasons, why Chinese automaker are so successful. Among other things, the German automotive industry must increase vertical integration, needs greater political involvement in securing raw materials and must focus on the con­nectivity ofthe models in order to remain successful in the long term.

Kurzzusammenfassung

Die Masterthesis „Elektromobilität im internationalen Automobilmarkt: Eine vergleichende Analyse zu China und Deutschland" soll den Wettbewerb in der Automobilbranche der beiden Länder in Hinblick auf die Elektromobilität untersuchen. Dabei stehen die Me­gatrends Mobilität und Neo-Ökologie im Vordergrund, welche die Transformation prägen. Die Länder Deutschland und China sind für den Hochlauf der neuen Technologie von In­teresse. Kein Land wie Deutschland hat so viele namenhafte und wertvolle Automobilher­steller. Für alle deutschen Hersteller ist China zugleich der wichtigste Absatzmarkt. Unter­dessen ist China das Vorreiterland in der Elektromobilität mit den höchsten Verkaufszah­len weltweit. Diverse chinesische Hersteller und Start-ups haben mit Hilfe strategischer politischer Unterstützung die Transformation zur Elektromobilität genutzt, um Qualitätslü­cken zu schließen und produzieren nun hochwertige Elektroautos.

Primär wird mit dem Ziel der Arbeit verfolgt, die Chancen und Risiken für die deutsche Elektromobilitätsbranche aus dem Ländervergleich herauszuarbeiten. Als Ziel sollen Handlungsempfehlungen und Strategien für Hersteller und politische Entscheidungsträger festgehalten werden.

Um fundierte hochwertige Ergebnisse zu gewinnen, wird auf eine qualitative Forschung zurückgegriffen. Durch eine gezielte Auswahl von Experten aus den relevanten Stakehol- der-Gruppen können in Interviews die Themen präzise angesprochen werden. Mittels re­nommierten und gegenwärtigen Artikels, Journals und Literatur sind die fundamentalen theoretischen Grundlagen zur Elektromobilität dargelegt. Da die Elektromobilität eine Ver­änderung in der Wertschöpfungskette mit sich bringt, wird besonders auf die Schlüssel­komponenten für die Batterie eingegangen. Im Bereich der Batteriewertschöpfungskette hat Deutschland eine enorme Abhängigkeit von chinesischen Zelllieferanten sowie bei der Rohstoffversorgung, die ebenfalls von China dominiert wird. Generell ist die Nachfrage nach Modellen von chinesischen Herstellern in China sehr hoch und deutsche Marken verlieren an Marktanteilen. Die Analyse zeigt welche neuen Wettbewerber aus China eine Bedrohung darstellen.

Die gewonnen Ergebnisse fließen in den Interviewleifaden ein. Aus praxisnaher Erfahrung werden die Ergebnisse anschließend gefestigt. Deutsche Elektromodelle verlieren bei den Kunden in China an Interesse, da die Ansprüche an die Digitalisierung und Vernetzung nicht erfüllt werden.

Die deutsche Automobilbranche muss u.a. die vertikale Integration erhöhen, braucht stär­keres Involvement von der Politik in die Rohstoffsicherung und muss die Konnektivität der Modelle in den Fokus setzen, um langfristig erfolgreich zu bleiben.

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1 Weltweite Pkw-Flotten Szenario nach Antriebsart

Abbildung 2 Forschungsfelder der Masterthesis

Abbildung 3 Hybridisierungsgrad mit steigender elektrischer E-Motor Leistung

Abbildung 4 Zuliefererpyramide der Automobilindustrie

Abbildung 5 Wertschöpfungskette der Fahrzeugbatterie

Abbildung 6 Unterscheidung Aufbau der Basiszelle

Abbildung 7 Batteriemodulmontage bei einem Lieferanten

Abbildung 8 Volkswagen MEB Plattform

Abbildung 9 Energiedichte verschiedener Energiespeicher

Abbildung 10 Wichtige Rohstoffe im Elektroauto und deren Herkunft

Abbildung 11 Anzahl produzierter Pkws weltweit

Abbildung 12 Die größten Pkw-Produktionsländer

Abbildung 13 Die größten Pkw-Verkaufsländer

Abbildung 14 Die größten Automobilhersteller derWelt

Abbildung 15 Triebkräfte des Branchenwettbewerbs

Abbildung 16 Entwicklung BEV Neuzulassungen in Deutschland

Abbildung 17 Entwicklung BEV Neuzulassungen in China

Abbildung 18Top 10 NEV Hersteller2021 in China

Abbildung 19Top15 BEV Auto in China 2021

Abbildung 20 Weltweit installierte Batteriekapazität 2021 der Hersteller

Abbildung 21 Projekte der Batterieproduktion in Europa, Stand Juli 2022

Abbildung 22 Lithium Lücke Prognose

Abbildung 23 Europäische Marken von Geely

Abbildung 24 Etablierte chinesische Marken in Europa

Abbildung 25 Start-ups aus China

Abbildung 26 Positionierungskreuz der neuen Wettbewerber

Abbildung 27 Zukünftige Wettbewerber

Abbildung 28 Wettbewerbskräfte Elektromobilität Deutschland und China

Abbildung 29 Erweiterte Umfeldanalyse

Abbildung 30 Positionierungskreuz derArena Analyse

Abbildung 31 Forschungsdesign derempirischen Erhebung

Abbildung 32 Häufigkeitsnennung der Kategorien

Abbildung 33 Erfolgsfaktoren in der Elektromobilität

Abbildung 34 Chancen - Risiken Betrachtung

Abbildung 35 Darstellung der Ergebnisse

Abbildung 36 Wertschöpfungskette in der Elektromobilität

Abbildung 37 Neuzulassungen Pkw weltweit

Abbildung 38 Top 10 Modelle NEV weltweit 2021

Abbildung 39 Top 10 NEV Hersteller weltweit

Abbildung 40 Entwicklung Anzahl Elektroautos in Deutschland

Abbildung 41 Markdurchdringung in Deutschland nach Kraftstoffart

Abbildung 42 Verkaufszahlen BEV nach Marken

Abbildung 43 Top Modelle BEV nach Verkaufszahlen

Abbildung 44 Marktanteil nach Marken Pkw Neuzulassungen in Deutschland

Abbildung 45 Marktanteil nach Marken BEV Neuzulassungen in Deutschland

Abbildung 46 Anteil der in China verkauften Pkws am Gesamtabsatz

Abbildung 47 Anzahl der Elektroautos in China zum Jahresende

Abbildung 48 Anzahl verkaufter Pkw in China nach Automobilhersteller

Abbildung 49 Lithium Vorkommen Weltweit und Europa

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1 ÜbersichtverschiedenerAntriebskonzepte

Tabelle 2 Übersicht der Komponenten nach Antriebskonzept

Tabelle 3 Einordnung der Batterieprojekte in Europa

Tabelle 4 Übersicht der Förderungen

Tabelle 5 Subventionsentwicklung in China

Tabelle 6 Stakeholderder Elektromobilität

Tabelle 7 Issues der Ökonomie

Tabelle 8 Issues der Ökologie

Tabelle 10 Übersichtder Ergebnisse in den Kategorien

1 Einleitung

1.1 Hintergrund und Problemstellung

Die heutigen und alle folgenden Generationen stehen vor einer der größten Herausforde­rungen der Menschheitsgeschichte: dem Klimawandel. Dessen Auswirkungen spürt man überall auf der Welt. In Deutschland kommt es zu stärkeren Regenfällen bis hin zu Über­schwemmungen und auch in China verstärkt der Klimawandel die extremen Wetterereig­nissen wie Dürren und Überschwemmungen, die kurzfristig die Ernten ganzer Regionen vernichten können.

Das steigende Verkehrsaufkommen, speziell durch den Einsatz von fossilen Brennstoffen, wird oft als eine der Ursachen für den Klimawandel und den verbundenen CO2 Emissionen genannt. Allein 2021 stiegen Chinas CO2-Emissionen auf über 11,9 Mrd. Tonnen, was 33% der weltweiten Gesamtemissionen ausmacht.¹ Rund ein Viertel der weltweiten Stra­ßenverkehr CO2-Emissionen (ca. 22-24%) in dem Zeitraum 2010 bis 2015 wurden von Pkws verantwortet.² Daher betreffen viele politische Maßnahmen und Gesetzgebungen seitdem die internationale Automobilindustrie. Mit dem neuen Klima Plan „Fit for 55“ be­schloss die EU-Kommissionen das Verbot von Verbrennern bis zum Jahr 2035.³ Wie die Abbildung 1 zeigt, ist der Höhepunkt von Verbrennungsmotoren überwunden. Der grüne Bereich verdeutlicht die dynamisch prognostizierte Anzahl von Elektroautos im internatio­nalen Wettbewerb.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Infolgedessen hat sich bereits seit mehreren Jahren ein Umdenken in der Automobilbran­che abgezeichnet. Die Zukunft der Automobilbranche soll in vielen Ländern elektrisch werden. Automobilhersteller stellen ihre Flotten schrittweise von klassischen Antrieben (Benzin und Diesel) auf rein elektrisch betriebene Fahrzeuge um und auch Zulieferer, po­litische Entscheidungsträger und Kunden müssen sich neu positionieren.

Dabei sind die Märkte Deutschland und China von besonderer Bedeutung. Für Deutsch­land ist die Automobilindustrie der größte und wichtigste Industriezweig, geprägt von vie­len namenhaften Herstellern und Zulieferern. Auf dem deutschen Automobilmarkt ist 2020 und 2021 die Anzahl der Neuzulassungen von rein elektrischen Personenkraftwagen stark gestiegen. Im Jahr 2021 lag der Anteil von Elektro-Pkws bei 14%. Im Vorjahr lag diese Zahl gerade einmal bei 6,7% des Marktes.⁴

Gleichzeitig ist China der wichtigste Absatzmarkt für die deutschen Autohersteller und ist Vorreiter in der Elektromobilität. Die Volksrepublik China vermeldet Anfang 2022 weltweit den größten Bestand an Elektroautos mit rund 8,2 Mio. Fahrzeugen. Doch unter den meist­verkauften Autos in China befinden sich schon länger keine deutschen Automarkten mehr. Viele chinesische Hersteller haben die Lücke zum Wettbewerb geschlossen und sich stra­tegisch gut aufgestellt. Darüber hinaus präsentieren sich chinesische Hersteller verstärkt in Europa wie beispielweise die Marken BYD, NIC oder Geely die 2022 ihre Modelle auf den deutschen Markt bringen will.⁵

Sowohl die deutsche als auch die chinesische Automobilbranche befinden sich in einem dynamischen Marktumfeld in derTransformation zur Elektromobilität.

1.2 Zielsetzung und Forschungsfrage

Das Thema Elektromobilität in der Automobilbranche ist aus ihrem langjährigen Nischen­dasein erwacht. Durch die aktuellen Förderungsmaßnahmen und Subventionen, sowie das umweltfreundliche Image der Elektroautos, ist das Thema eines der präsentesten und meistdiskutierten Themen in den Medien. Ob sich die Elektromobilität als Antrieb flächen­deckend durchsetzt, ist noch nicht vollständig geklärt. In der vorliegenden Arbeit sollen die Entwicklung und strukturelle Zusammenhänge in der Branche untersucht werden.

Ziel der Arbeit ist es zu klären, welche aktuellen Herausforderungen für die Elektromobilität in Deutschland auftreten. Die Transformation birgt vielseitige Herausforderungen unter ökonomischen, ökologischen und sozialen Aspekten. Einflussfaktoren wie Lieferengpässe bei Rohstoffen, Ladeinfrastruktur für den Verbraucher, politische Rahmenbedingungen oder neue Wettbewerber beschleunigen das Marktumfeld. Dabei soll die deutsche Auto­mobilbranche in einen Vergleich mit der chinesischen Marktsituation gebracht werden. China gilt als Treiber der weltweiten Elektromobilität und hat die alten Industrieländer beim Umstieg auf klimafreundliche Antriebe bereits abgehängt. Auch chinesische Automobil­hersteller haben die Lücke zu den deutschen Premiummarken geschlossen und agieren auf Augenhöhe.

Abgeleitet von der analytischen Auseinandersetzung der Branche sollen Experteninter­views mit den relevanten Stakeholdern durchgeführt werden. In der empirischen qualitati­ven Untersuchung soll herausgearbeitet werden, welchen Erfolgsfaktoren den internatio­nalen Wettbewerb bestimmen. Als Forschungsfragen sollen dabei untersucht werden:

- Welche Chancen und Risiken resultieren für die Elektromobilität in der deut­schen Automobilbranche aus dem Ländervergleich mit China?
- Wie stärken deutsche OEMs und Politik die Elektromobilität im internationalen Wettbewerbsumfeld langfristig?

Davon sollen Handlungsempfehlungen und Strategien konzipiert werden. Speziell sollen die Potentiale für Akteure (OEMs und politische Taktgeber) in der Branche untersucht wer­den, sodass die Elektromobilität in der deutschen Automobilbranche langfristig erfolgreich ist. In der Abbildung 2 sind zusammenfassend die Forschungsfelder der Masterthesis dar­gestellt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Eigene Darstellung

1.3 Aufbau der Arbeit und Vorgehensweise

Um der Beantwortung der vorgestellten Forschungsfragen gerecht zu werden, bedarf es einer logischen und nachvollziehbaren Struktur der Ausarbeitung. Deswegen soll nachfol­gend der grundlegende Aufbau dargestellt werden. Die Masterthesis ist in fünf Kapitel un­tergliedert.

Das Kapitel 1 dient zur Heranführung an den Untersuchungsgegenstand sowie die Dar­stellung des Forschungsinteresses.

Im zweiten Kapitel liegt der Fokus auf den theoretischen Rahmenbedingungen der Arbeit. Anhand der wissenschaftlichen Literatur erfolgt eine Abgrenzung und Definition des Me­gatrends Elektromobilität (Kapitel 2.1). Anschließend wird die historisch-politische Ent­wicklung der Automobilbranche in Deutschland und China aufgeführt. In Kapitel 2.3 wer­den die Ausführungsformen von Elektrofahrzeugen eingeordnet. Außerdem werden die aktuellen Trends der Elektromobilität sowie die Schlüsselkomponenten in der Wertschöp­fungskette fundiert aufgezeigt (Kapitel 2.5).

Im nachfolgenden dritten Kapitel erfolgtder Praxisbezug in der Automobilbranche. Zuerst wird der internationale Automobilmarkt skizziert (Kapitel 3.1) und anschließend die Elekt­romobilitätsbranche in Deutschland und China fundiert analysiert. Dabei liegt der Schwer­punkt auf den Verflechtungen und Einflüssen der beiden Länder. Die Analyse nach Mi­chael E. Porter betrachtet fünf Wettbewerbskräfte. Nach einer Zusammenfassung in Ka­pitel 3.3 werden die abschießend relevanten Stakeholder und deren Issues in der Arena­Analyse aufgezeigt.

Das vierte Kapitel wird für die qualitative Datenerhebung mittel Experteninterviews ge­nutzt. Dabei wird die methodische Vorgehensweise beschrieben und in ihrer Form begrün­det. Im Anschluss werden die erhobenen Daten und die durch die qualitative Inhaltsana­lyse ausgewerteten Erkenntnisse präsentiert.

Die Schlussbetrachtung dieser Arbeit, in Form des fünften Kapitels, fungiert als Zusam­menfassung und Präsentation der Ergebnisse, Beantwortung der Forschungsfragen sowie einer kritischen Reflexion.

2 Theoretische Grundlagen Megatrend Elektromobilität

Im Folgenden werden die theoretischen Grundlagen des Megatrends Elektromobilität dar­gelegt. Es erfolgt eine Einführung und Definition des Themas. Anschließend wird die ge­schichtliche Entwicklung der Automobilbranche in Deutschland und in China beleuchtet. Danach werden die unterschiedlichen Ausführungsformen von Elektroautos sowie die der­zeitigen Trends und Entwicklungen näher betrachtet. Das Kapitel endet mit einer genaue­ren Betrachtung der Schlüsselkomponenten und Wertschöpfungskette in der Elektromo­bilität.

2.1 Definition und Abgrenzung Megatrend Elektromobilität

Schon seit Erfindung des Automobils gibt es Versuche Elektromotoren als effektiven An­trieb für Kraftfahrzeuge zu nutzen. Erst in den letzten Jahren hat sich ein dynamischer Kurs entwickelt. DerTrend Elektromobilität resultiertaus zwei Megatrends: Neo-Ökologie und Mobilität.

Neo-Ökologie beschreibt das Umweltbewusstsein vom individuellen Lifestyle zur gesell­schaftlichen Bewegung. Es beschreibt dabei die Wandlung der Nachhaltigkeit vom Kon­sumtrend zum Wirtschaftsfaktor. Der Megatrend bewirkt nicht nur eine Neuausrichtung der Werte der globalen Gesellschaft, der Alltagskultur und der Politik, sondern er stellt Ge­schäftsmodelle und ganze Branchen kalt. Die Neo-Ökologie fordert neue Denkweisen und Werte. Auch die Automobilbranche ist Teil von diesem Wandel.⁶

Das Zukunftsinstitut beschreibt den Megatrend Mobilität als „die Entstehung einer mobilen Weltkultur, die Veränderungen durch neue Produkte und Services sowie die künftige Nut­zung von Verkehrsmitteln.“⁷ Neue Produkte und Services verändern dabei unsere Sicht auf die Nutzung von Verkehrsmitteln. Mobilität wiederrum leitet sich vom lateinischen mo- bilis ab, was so viel wie beweglich bedeutet. Folglich ist es also die Möglichkeit die ge­wünschten Ziele mittels einer zeitlich-räumlichen Ortsveränderung zu erreichen.⁸ Elektromobilität Die „E-mobility“ als Subtrend umfasst die Nutzung verschiedenster Verkehrsmittel zur Er­füllung individueller Mobilitätsbedürfnisse. Während der elektrische Antrieb auch in der Schifffahrt und im Schienenverkehr eine Rolle spielt, wird der Begriff Elektromobilität in der öffentlichen Wahrnehmung zunehmend mit dem motorisierten Individualverkehr in Verbindung gebracht. In der vorliegenden Masterthesis wird der Begriff Elektromobilität für den Autoverkehr impliziert. Dieser steht mittlerweile als Sinnbild der „ökologischen Nicht­Nachhaltigkeit der modernen Lebensweise“.⁹ Elektromobilität im Sinne der Bundesregie­rung umfasst all jene Fahrzeuge, die von einem Elektromotor angetrieben werden und ihre Energie überwiegend aus dem Stromnetz beziehen, also extern aufladbar sind. Hierzu zählen Hybrid-Fahrzeuge, Plug-in- Hybridfahrzeuge, rein elektrische betriebene Fahr­zeuge sowie Wasserstofffahrzeuge mit Brennstoffzelle.¹⁰

2.2 Historisch-Politische Entwicklung Elektromobilität

2.2.1 Deutschland

Betrachtet man die Entwicklung der Elektromobilität, stellt man schnell fest, dass der Elekt­romotor keine neue Erfindung ist. Elektromotoren als automobile Antriebe besitzen eine rund 190-jährige Tradition, gehen bis in die 1830er Jahre zurück. Das Konzept ist also älter als der Verbrennungsmotor. In dem Jahr 1881 wurde das erste Elektroauto von Gus­tav Trouvé aus Paris in Form eines Dreirads angetrieben.¹¹ Damals hatten die Elektroau­tos eine Reichweite von 100km mit einer Spitzengeschwindigkeit von 105 km/h und lösten so die mit Dampf betriebenen Fahrzeuge der ersten Generation ab. Als zukunftsweisender Vorteil der Elektromotoren galt die zuverlässige Konstruktion der Motoren und die allge­mein zugängliche elektrische Energie, die damals insbesondere zur Versorgung in den Städten diente.¹² Doch die anfängliche Euphorie des neuen Antriebs verflachte schnell.

Es überwiegten die Nachteile wie z.B. die geringe Reichweite und der hohe Preis, sodass zwischen 1910 und 1920 alle Hersteller die Produktion von Elektrofahrzeugen stoppten. Der Durchbruch gelang in den 1970 Jahren mit der Entwicklung der Lithium-Ionen Batte­rietechnik. Seit 2008 kommen diese auch im Pkw zum Einsatz. Damit kann man heute Kapazitäten zwischen 40 kWh bis 100 kWh und somit reale Reichweiten von 200 bis über 500 km erreichen (WLTP-Reichweite einiger Fahrzeuge heute schon über 600 km).¹³ In ihrem Buch „Baustelle Elektromobilität“ nennen Brunnengräber & Haas drei wesentliche Faktoren für die Transformation in derAutomobilbranche:

- Der Verkehrssektor gehört zu den wesentlichen Treibern der globalen Klimaer­wärmung.
- Durch den Dieselskandal 2015 ist die Automobilindustrie zunehmend in die Kri­tik gekommen.
- Die Flottengrenzwerte der EU für die Automobilhersteller.¹⁴

CO2-Reduktionsziele sind im Verkehr nur mit einer Verlagerung zum Umweltverbund und mit einer verstärkten Elektrifizierung des motorisierten Verkehrs auf Grundlage erneuer­barer Energien zu erreichen. Doch auch die ersten Versuche von Mercedes mit einer elektrifizierten A-Klasse scheiterten. 2008 war schließlich das Premierenjahr von Tesla. Mit dem Tesla Roadster brachte das Start-up-Unternehmen einen schnittigen Zweisitzer auf den Markt. Der Roadster zeigte, dass E-Autos nicht nur ökologisch sinnvoll sein können, sondern auch viel Fahrspaß bie­ten. Erst im Jahr2013 kamen die ersten deutschen Elektrofahrzeuge aufden Markt-der VW E-Up und der BMW i3. Im Jahr 2018 kam Elon Musk mit seinen Tesla Modellen nach Deutschland.¹⁵

2.2.2 China

Die Automobilindustrie in China hat erst in den Jahren ab 2000 richtig an Fahrt aufgenom­men. Zu Beginn des 20. Jahrhundertwaren Autos in China nur Wohlhabenden Vorbehal­ten. Nach der Gründung der Volksrepublik China im Jahr 1949 waren Regierungsbeamte und sonst nur wenige private Person im Besitz eines Pkws. Erst mit der Einleitung der Reform- und Öffnungspolitik wurde die Automobilindustrie unter politischer Führung zu einer wirtschaftlichen Säule entwickelt.¹⁶ Anschließend erlaubte die chinesische Regie­rung im Jahr 1984 den Privatbesitz von Pkws. Zu dieser Zeit war die chinesische Automo­bilindustrie nur sehr schwach entwickelt und basierte auf russischer und osteuropäischer Technik. Auch internationale Hersteller, wie z.B. Volkswagen (VW) erkannten das Poten­zial und wollten den chinesischen Markt erobern. Als Gegenleistung für den Marktzugang, mussten internationale Automobilhersteller Joint Ventures (JV) mit chinesischen Partnern eingehen, um Zugang zu fortschrittlicher Technologie zu gewähren und dadurch die lan­deseigene Entwicklung zu stärken.¹⁷

Es folgten eine Reihe von JV-Gründungen mit westlichen Partnern, wie bspw. 1984 Shanghai Automotive Industry Corporations (SAIC) mit VW gründeten das JV Shanghai VW zur Produktion des Santana, der in China seinen Siegeszug als Taxi antrat. Weitere Gründungen:

- 1991 gründeten FAW und VW das JV FAW-VW
- 1997 SAIC und General Motors das JV Shanghai GM
- 2003 folgte BMW mit einem JV mit Brilliance Auto (BBA)
- 2005 tat sich Mercedes mit der Beijinger BAIC Group (BBAC) zusammen
- 2011 kooperieren Daimler mit BYD für die Zusammenarbeit bei Elektroautos
- 2018 besiegelte BMW eine Partnerschaft mit Great Wall Motors (GWM)¹⁸
- 2019DaimlerundGeely

Alle größeren chinesischen Autoproduzenten haben JVs mit ausländischen Firmen ge­gründet.¹⁹

Die chinesische Regierung legt großen Wert darauf, die Entwicklung in der Automobilin­dustrie zu regulieren. In der mächtigen Nationalen Entwicklungs- und Reformkommission (NDRC) gibt es eine eigene Abteilung für den Automobilsektor und über die staatliche Kommission für die Überwachung und Verwaltung von Vermögenswerten (SASAC) erfolgt die Kontrolle zentraler Staatsunternehmen. Demnach ist die politische Führung seit Mitte der 2000er Jahre bemüht eine chinesische Komponentenindustrie und eigene chinesische Marken aufzubauen sowie Forschung und Entwicklungsarbeiten zu stärken.²⁰ Verantwort­lich für die Elektromobilität sind NDRC, das Ministerium für Wissenschaft und Technologie (MOST), das Ministerium für Industrie und Informationstechnologie (MUT) sowie das Mi­nisterium für Finanzen (MoF). Das NDRC obliegt die mittel- und langfristige Planung mit dem sogenannten Fünfjahresplan. Die Ministerien sind für die Umsetzung und Förderung von Technologie und der regulatorischen Gestaltung von Rahmenbedingungen zuständig. Der Umbruch zur Elektromobilität hat sich für China als große Chance erwiesen. So hat die chinesische Innovationspolitik bereits früh mit der Förderung und dem Aufbau der Schlüsselkomponenten für die Elektromobilität begonnen, um eigene Maßstäbe zu setzen und landeseigene starke Automobilherstellerzu entwickeln. Schon ab den 1980erJahren förderte das MOST mit dem sogenannten „863-Program“, gefolgt von dem „973-Program“, die Entwicklung Lithium-Ionen-Batterien (LIB), die von besonderer Bedeutung für Elektro­fahrzeuge ist. Gegenwärtig beherrscht China die komplette Wertschöpfungskette der LIB- Zellfertigung, von der Rohstoffbeschaffung und -Verarbeitung bis hin zurZellfertigung.²¹ Im 10. Fünfjahresplan (2001-2005) wurde zum ersten Mal die Förderung von Elektroautos vorgesehen, doch erst ab 2009 gab es die ersten Subventionen für Kaufanreize der E­Autos. Damals wurde das Programm „10 Städte, 10.000 Autos“ gestartet, mit dem Ziel, dass 10.000 Städte über einen Zeitraum von drei Jahren jährlich 1.000 NEV hinzufügen. Es folgten eine Reihe von städtespezifischen Maßnahmen wie Parkplatz- und Fahrsteifen Privilegien, Steuervorteile, Strompreis und Gruppenkauf-Rabatte. Das Programm lief zu­erst schleppend. Der erhoffte Durchbruch in der E-Mobilität kam aber erst im Jahr 2015 mit etwa 200.000 neu zugelassenen E-Autos. Mit über 1,2 Mio. verkauften E-Autos im Jahr 2018 und einem Gesamtbestand von 2,6 Mio. macht das fast die Hälfte des weltweiten Bestands an Pkw mit alternativen Antrieben aus.²²

Derzeit gilt der 14. Fünfjahresplan für die Jahre 2021-2025, in welchem die chinesische Staatsregierung auf duale Wirtschaftskreisläufe setzt. Das bedeutet China will möglichst viel Wertschöpfung vor Ort generieren, für mehr Export-Unabhängigkeit und einen stärke­ren Binnenkonsum.²³ Darüber hinaus möchte China als größter Ölverbraucher der Welt seine strategische Abhängigkeit von Ölimporten reduzieren und gleichzeitig großen Bei­trag zur Bekämpfung des Klimawandels und Entgiftung seiner Innenstädte leisten.

2.3 Ausführungsformen von Elektrofahrzeugen

In diesem Kapitel werden die Ausführungsformen von Elektrofahrzeugen im Überblick be­schrieben. Dabei liegt der Schwerpunkt auf Elektro-Pkws.

Antriebskonzepte von Fahrzeugen kann man in folgende vier Kategorien einteilen. Die am meisten verbreitete Gruppe sind die konventionellen Fahrzeuge mit den „Internal Combus­tion Engine“ (ICE) Autos. Die Abkürzungen der weiteren Konzepte werden Tabelle 1 ge­nauer erläutert.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 1 ÜbersichtverschiedenerAntriebskonzepte

Quelle: Eigene Darstellung

2.3.1 Hybridfahrzeuge, Hybrid Electric Vehicles (HEV)

Hybridfahrzeuge haben gemäß Definition zwei verschiedene Energiewandler also bspw. einen Elektromotor und einen Verbrennungsmotor sowie zwei verschiedene Energiespei­cher, bspw. Benzin und Autobatterie.

Das Ziel dieser Kombination ist es die spezifischen Nachteile zu umgehen. Der Verbren­nungsmotor garantiert eine große Reichweite, die dem kleinen Elektromotor fehlt. Im Gegenzug kommt der Elektromotor beim Start zum Einsatz, da er bereits bei kleinen Dreh­zahlen sein volles Drehmoment entfaltet. Der Nachteil ist das zusätzliche Gewicht und zusätzlicher Bauraum durch die Verwendung der Antriebe. Weiterhin führt die Verwen­dung der zusätzlicher Antriebskomponenten zu einem Preisanstieg, vor allem durch die Größe des Akkus bestimmt.²⁴

Hybride können weiter unterschieden werden in den Grad der Hybridisierung. In der Au­tomobilbranche werden unterschiedliche Konzepte verfolgt wie in der Abbildung 3 darge­stellt ist.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3 Hybridisierungsgrad mit steigender elektrischer E-Motor Leistung

Quelle: Eigene Darstellung, in Anlehnung an Karle, 2021

Beim Mikro-Hybrid (MCHEV) wird gegenüber einem reinen Verbrenner lediglich eine Start-Stopp-Automatik als hybride Betriebsart hinzufügt. Diese wird nach einigen Sekun­den beim Stillstand wirksam und schaltet dann den Verbrennungsmotor ab. Sobald das Gaspedal betätigt wird, startet der Verbrennungsmotor wieder automatisch. Beim Brem­sen wird die kinetische Energie durch der Startgenerator in elektrische Energie umgewan­delt, um die Batterie wieder aufzuladen (Rekuperation). Die daraus resultierende Kraftstof­feinsparung liegt bei 5% bis 10%. Viele Fahrzeuge werden heute serienmäßig mit einer Start-Stopp-Automatikausgerüstet.²⁵

Beim Mild-Hybrid (MHEV) kommen gegenüber dem Micro-Hybrid zusätzlich die Funktio­nen elektromotorische Unterstützung beim Start und Losfahren, Leistungsunterstützung und Segeln (gleichmäßiges Dahinrollen mit konstanter Geschwindigkeit) hinzu. Die elekt­rische Leistung ist deutlich höher als beim Micro-Hybrid. Moderne Fahrzeuge setzen spä­testens seit dem Jahr 2020 die sogenannte 48 Volt Bordnetztechnik ein und verwenden LIBs.²⁶ Beispiele sind der Mercedes C 200 Facelift (2018) mit dem 48 V Startergenerator. Der Voll-Hybrid (FHEV) basiert auf demselben Prinzip wie zuvor beschrieben. Von außen wird dem System nur über Benzin oder Diesel Energie zugeführt, aber ein E-Motor reku- periert beim Bremsen kinetische Energie und stellt diese später wieder zur Verfügung. Der Unterschied: Voll-Hybride operieren in der Regel auf Hochvolt-Basis und haben eine grö­ßere Batterie, um das Fahrzeug auch wenige Kilometer voll elektrisch ohne aktiven Ver­brennungsmotor fortzubewegen. Die Akkus haben eine Spannung von 200 bis 400V aller­dings mit kleinerer Akkukapazität.²⁷ Da der Voll-Hybrid weder mit vergleichsweise günsti­geren Herstellungskosten wie der Mild-Hybrid noch mit der Förderprämie wie der Plug-in­Hybrid punkten kann, haben ihn die deutschen Hersteller nahezu komplett aus dem Sorti­ment gestrichen: Aktuell hat keiner der deutschen Autohersteller einen Vollhybrid im Pro­gramm.²⁸

Der Plug-in Hybrid (PHEV) stellt eine Weiterentwicklung des Voll-Hybrids dar. Hier sind elektrische Leistung und Akkukapazität nochmals gesteigert. Diese „doppelte Motorisie­rung“ sowie die größere Batterie (oft um die 10 kWh) treiben Kosten und Gewicht in die Höhe. Dafür ist rein elektrisches Fahren meist um die 20 bis 60 km möglich und der Ver­brennungsmotor theoretisch nur für Überlandfahrten notwendig. Die Batterie wird via Steckdose (Plug) an der Elektrotankstelle oder daheim geladen.²⁹ Alle deutschen Herstel­ler haben PHEVs im Angebot.³⁰

2.3.2 Range Extended Electric Vehicle (REEV)

Ein „Range Extender“, deutsch Reichweitenverlängerer, wird zusätzlich in Elektroautos eingebaut. Bei Bedarf erzeugt z.B. ein Verbrennungsmotor mittels eines Generators Strom für den Elektromotor. Streng genommen gehören REEVs zu den hybriden Fahrzeugen, da sie mit zwei unterschiedlichen Energiequellen ausgestattet sind. Da der Verbrennungs­motor aber nur zur Stromversorgung dient und der Fahrantrieb über den kräftigen Elekt­romotor läuft, werden sie als Elektroautos mit eigenständigem „Range Extender“ angebo­ten. Diese Technik ist unter anderem bei dem BMW i3 im Einsatz.

„Der Benziner erzeugt mittels eines Generators Strom, lädt so die Batterie, die wiederum den E-Motor versorgt.“³¹ Heutzutage gibt es nur wenige solcher „Range Extender“, da reine Elektroautos immer weniger ein Reichweitenproblem haben.³²

2.3.3 Batterieelektrische Fahrzeuge (BEV)

Alle bisher aufgeführten Antriebssysteme basierten auf einer Kombination von Elektromo­tor und konventionellem Verbrennungsmotor, während batterieelektrische Fahrzeuge aus­schließlich von Elektromotoren angetrieben werden.³³ Die Energie für den Motor kommt aus einer Batterie im Fahrzeug, die meist im Boden des Autos verbaut ist und zu 100% über das Stromnetz geladen wird. Die Batterie kann zurückgewonnene Bremsenergie speichern (Rekuperation). Außerdem benötigen reine Elektrofahrzeuge kein Getriebe mehr.³⁴

Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf dieser Ausführungsform von Elektrofahrzeugen. Der technische Aufbau dieser Antriebsform wird in Kapitel 2.5 näher beleuchtet.

2.3.4 Brennstoffzellenfahrzeuge, Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV)

Der Begriff Brennstoffzellenfahrzeug kann falsch verstanden werden, denn die Brennstoff­zelle ist weder ein Antriebsaggregat noch ein Energiespeicher. Sie wird lediglich mit Was­serstoff, dem eigentlichen Energieträger, versorgt und wandelt die chemisch gespeicherte Energie in elektrische Energie um. Diese Energie wird in dem Akku gespeichert, die wie­derum den Elektromotor antriebt.³⁵ Der Antrieb besteht aus einem Elektromotor (Electric Traction Motor), LIB (Battery Pack), Wasserstoff (H2) Speicher (Fuel Tank) und der Brenn­stoffzelle (Fuel Cell Stack).³⁶ Derzeit gibt es nur wenig Brennstoffzellen Autos auf dem Markt. Bekannt sind die Modelle Toyota Mirai 1+2 und der Hyundai Nexo. In China steht diese Technologie derzeit stärker im Fokus und viele Hersteller fokussieren diese Tech­nologie.

New Energy Vehicle (NEV) ist ein in China genutzter Begriff, um elektrisch betriebene Fahrzeuge von herkömmlichen und traditionellen Verbrenner-Modellen abzugrenzen. Zur Kategorie der NEVs gehören BEV, PHEV und FCEV.³⁷

2.4 Trends und Aktualität der Elektromobilität

In diesem Kapitel soll betont werden, warum das Thema Elektromobilität in der Automo­bilbranche eine so wichtige Rolle spielt und welche aktuellen Trends die Entwicklung be­stimmen.

Wie bereits in Kapitel 2.1 beschrieben ist der Megatrend Neo-Ökologie ein zentraler Trei­ber in der Transformation zur Elektromobilität. Das Thema Klimawandel und Nachhaltig­keit gewinnt unter vielen Aspekten massiv an Bedeutung und die Automobilhersteller ver­suchen, ihre Lieferketten in Bezug auf CÖ2-Neutralität, aber auch die sozialen Arbeitsbe­dingungen bis ins letzte Glied zu kontrollieren. Auch die Europäische Union (EU) stellte im Jahr 2021 neue Vorgaben für die Automobilbranche vor. Mit dem EU-Plan „Fit für 55“ hat die Europäische Kommission am 14.Juli 2021 die konzeptionelle Grundlage geschaffen zur Realisierung der europaweiten Klimaneutralität bis 2050 geschaffen. Die ehrgeizigen Ziele der EU beinhalten eine Reduktion von Emissionen bis 2030 um mindestens 55%.³⁸ Um dies zu erreichen wurde im Mai 2022 im Europaparlament ein Vorschlag für das Ende von Benzin und Dieselautos vorgelegt. Darin steht, dass ab 2035 in der EU „keine neuen Pkw und leichten Nutzfahrzeuge mehr zugelassen werden dürfen, die beim Fahren CO2 ausstoßen“.³⁹ Ende Juni 2022 gab es eine Einigung der EU-Umweltminister. Die EU-Staa­ten sprachen sich dafür aus, „die sogenannten Flottengrenzwerte für Autos bis 2035 auf null zu senken. Diese Grenzwerte sind Vorgaben für die Hersteller, wie viel CO2 ihre pro­duzierten Autos und Transporter im Betrieb ausstoßen dürfen.“⁴⁰ Es wird also weiterver­handelt, ob ein hartes Verbrenner-Aus abgemildert wird und ob es Ausnahmen gibt. Die finale Entscheidung wird noch über ein Jahr in Anspruch nehmen.⁴¹

China hingegeben möchte sich nach Stand im Mai 2022 mehr Zeit für ein radikales Verbot konventioneller Autos lassen. Präsident Xi Jinping hat 2020 verkündet ein striktes Ver­kaufsverbot für Verbrenner erst ab 2060 zu erlassen. Bis dahin soll aber der Anteil an NEV Neuzulassungen aber stark erhöht werden.⁴²

Der Umbruch wird zum anderen stark von der Digitalisierung vorangetrieben. Globale Di­gitalunternehmen drängen mit neuen Geschäftsmodellen in die Verkehrsmärkte. Gleich­zeitig ist ein Boom an verkehrsbezogenen Apps zu beobachten. Die Ziele „von Verkehrs- Apps für die städtischen Verkehrsteilnehmer liegen in erster Linie darin, gemäß den per­sönlichen Profilen optimale Verbindungen mit verschiedenen Verkehrsmitteln zu erhal­ten“.⁴³ Diese Entwicklung ist vor dem Hintergrund einer generellen Veränderung von Ver­haltensmustern infolge der persönlichen Digitalisierung zu sehen. Chat-Dienste wie WhatsApp oder WeChat verändern das Mobilitätsverhalten grundsätzlich. Statt starrer Verabredungen finden in alltäglichen Interaktionen vielmehr schrittweise Annäherungen via Smartphone statt. Die Digitalisierung spielt auch in der Elektromobilität eine zentrale Rolle. Persönliche Profile auf Verkehrs-Apps und eine transaktionskostenarme Verknüp­fung verschiedener Verkehrsmöglichkeiten bringen die Vorteile der Elektromobilität stärker zur Geltung.⁴⁴ Die zunehmende digitale Vernetzung verbindet Verkehrsteilnehmer, Fahr­zeuge und Verkehrsinfrastruktur in einer Weise miteinander, wie sie noch vor ein paar Jahren undenkbarwar.

Seit 2021 gibt es in der Automobilbranche einen Mangel an Halbleitern, der die Produktion ausbremst. Dieser Trend hat sich bis ins laufende Jahr 2022 fortgesetzt. Ausgelöst wurde der Mangel durch den Beginn der Covid-19 Pandemie, als die Stückzahlen der Automo­bilhersteller zurück gingen und der Lockdown die weltweite Nachfrage nach Mobiltelefo­nen, Fernsehern, Laptops, Spielkonsolen und Haushaltsgeräten befeuerte.⁴⁵

In Zukunft könnte auch die Verfügbarkeit wichtiger Rohstoffe für LIB und die Abhängigkeit einzelner Länder kritisch werden. Welche Position die Länder China und Deutschland da­bei spielen wird in Kapitel 3.2.2 genauer betrachtet.

Zuletzt führt diese Knappheit dazu, dass die Preise steigen und die Produktion ausge­bremst wird sodass neue E-Autos lange Lieferzeiten haben. Bei VW bspw. müssen die Kunden im Jahr 2022 bis zu 15 Monate auf die Auslieferung warten. Auch bei den chine­sischen Herstellern muss man zum Teil lange Wartezeiten hinnehmen. Laut MG Motors variieren Lieferzeiten bis max. 6 Monate abhängig von Ausstattungen. Aiways will das Modell U5 sowie das Schwestermodell U6 drei Monate nach dem Bestellstart im Sommer 2022 ausliefern.⁴⁶

Hinzu kommt noch eine weitere Problematik die Rohstoffpreise nach oben treibt: der Russ­land-Ukraine-Krieg. Der Rohstoffpreisindex der Vereinigung der Bayrischen Wirtschaft (vbw) ist auf dem höchsten Niveau seit dem zweiten Quartal 2011. So stieg bspw. der Preis für Nickel, dessen weltweit drittgrößter Produzent Russland ist, allein im März um 56,3% gegenüber Februar. Auch bei Lithium, das ein wichtiger Bestandteil von Batterien ist, legte der Preis im März um 36,9% zu.⁴⁷ Dieser inflationäre Verfall hat zur Folge, dass die Preise für Elektroautos steigen und nicht das Preisniveau von einem Verbrenner errei­chen. Welche Komponenten die entscheidenden Treiber für die Herstellung und Preisge­staltung von Elektroautos sind wird im nächsten Kapitel erläutert.

2.5 Schlüsselkomponenten in der Wertschöpfungskette der Elektromobilität

Mit einem steigenden Elektrifizierungsgrad verändern sich die für die Wertschöpfung rele­vanten Schlüsselkomponenten am Fahrzeug, wie Tabelle 2 darstellt mit Fokus auf die An­triebskonzepte. Die neuen, veränderten oder nicht mehr benötigten Komponenten für je­des Antriebskonzept sind in der Tabelle 2 übersichtlich dargestellt. Sie umfassen die we­sentlichen Systeme, die für die Wortschöpfung der Automobile notwendig sind. Der Fokus im weiteren Verlauf der Masterthesis liegt auf den Komponenten für reine Batteriefahr­zeuge, den BEVs. Diese bestehen aus Getriebe Elektroantrieb, Elektromotor, Energie­speicher Akku, Leistungselektronik, Rekuperationstechnik und Ladevorrichtung. Für die strategische Analyse im späteren Verlauf spielt vor allem das Batteriesystem und dessen Rohstoffe eine hohe Bedeutung.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 2 Übersicht der Komponenten nach Antriebskonzept

Quelle: Eigene Darstellung, In Anlehnung an Dispan, et al., 2021

2.5.1 Die neue Wertschöpfungskette für Elektromobile

Durch die modifizierten Komponenten und neuen technologischen Gegebenheiten ist auch eine Veränderung der Wertschöpfungskette erforderlich. Das eröffnet neue Märkte für neue Akteure in der Automobilbranche. Vereinfacht ist die Wertschöpfungskette für die Elektromobilität in Anhang A.1 dargestellt.

Diese Wertschöpfungskette hat sich über viele Jahre Automobilbranche immer wieder ver­ändert. Es ist ersichtlich, dass der bestehende etablierte OEM nur einen kleinen Teil ein­nimmt. Die einst hohe vertikale Integration der OEMs hat sich über die Jahre aufgelöst, als auch der Versorgungssektor gewachsen war und in der Lage ist die erforderlichen Mengen für die Volumenproduktion zu unterstützen.⁴⁸

Wie hat sich nun die Wertschöpfungskette verändert? Dies lässt sich an einer Zweiteilung in Upstream-und Downstream Veränderungen anhand der Zuliefererpyramide in der Ab­bildung 4 darstellen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4 Zuliefererpyramide derAutomobilindustrie

Quelle: Kampker, et al., 2018

Die Rangfolge der Zulieferer ist nach der Komplexität der Produkte unterteilt. Tier-1 Liefe­ranten bringen eine hohe Integrationskompetenz mit, während Tier-2 Lieferant häufig Technologieführer in Spezialgebieten sind. Tier-3 Lieferant hingegen sind Prozess oder Kostenführer mit niedrigem Komplexitätsgrad der Komponenten.⁴⁹

„Das Netz der miteinander verbundenen Unternehmen aller Wertschöpfungsstufen basiert auf den komplexen Wertschöpfungsumfängen der Automobilindustrie.“⁵⁰ Diese Wert­schöpfungsumfänge können aber nicht von einem einzelnen Unternehmen gewährleistet werden. In der Automobilindustrie gibt es daher die Unterteilung in Upstream und Downstream.⁵¹

Zu dem Upstream Bereich der Wertschöpfungskette gehören die vorgelagerten Märkte wie Produktionsumfänge, Material- und Entwicklungsleistungen. Es beinhaltet auch die Beschaffung von Bauteilen, Komponenten, Module und Systemen. Dieser Anteil ist in den letzten Jahren stark gestiegen, da der Eigenanteil der Automobilhersteller an der Wert­schöpfung zurückgegangen ist. Das liegt daran, dass es aufgrund einer Vielzahl neuer Modelle, verschiedener Technologien (Hybridtechnologien und rein elektrische Fahr­zeuge) und verkürzter Entwicklungszyklen seitens der Automobilhersteller zu einer Kon­zentration der Kernkompetenzen kam.⁵² Im Gegensatz dazu steht die vertikale Integration, wobei ein Unternehmen entweder vorgelagerte Stufen übernimmt (Rückwärtsintegration) oder nachgelagerte Stufen in die Wertschöpfung integriert (Vorwärtsintegration). Durch die vertikale Integration steigert das Unternehmen seinen Umsatz und gewinnt auch die Kontrolle über die Qualität der Produkte. Folglich ist es dann weniger abhängig von Liefe­ranten.⁵³

Wie bereits in Tabelle 2 aufgezeigt kommen durch die Elektrifizierung des Antriebsstrangs neue Wertschöpfungsumfänge hinzu und einzelne Wertschöpfungsschritte entfallen. Diese reichen von Komponenten, Rohstoffe elektrischer Antriebe, Elektromotoren, Leis­tungselektronik und Leichtbaukomponenten bis hin zu Prozesstechniken mit der Erzeu­gung von Legierungen, Lasertechnik, Nanotechnologie und integrierten Schaltungen.⁵⁴ Folglich reduziert sich die Komplexität in manchen Bereichen der Wertschöpfungskette, während sie in anderen zunimmt. So umfasstein aktueller Verbrennungsmotor etwa 1.400 Bauteile, der elektrische Antriebsstrang ist dagegen weniger komplex mit nur 200 Bau­teile.⁵⁵ Der Chemie- und Elektronikanteil an der automobilen Wertschöpfung liegt bei ei­nem herkömmlichen Antrieb bei etwa 30%, bei einem Elektrofahrzeug liegt der Anteil da­gegen bei etwa 80%. Ein zentraler Block bei der Wertschöpfung pro BEV und PHEV sind die Batteriezellen. Ungefähr 40% der Gesamtwertschöpfung einer Batterie entfallen der­zeit auf diese Komponente.⁵⁶

Durch die Veränderung der Wertschöpfungsanteile und der Ausdifferenzierung der auto­mobilen Wertschöpfungskette ergeben sich nicht nur Chancen zur Erschließung neuer Geschäftsbereiche für etablierte Unternehmen der Branche, sondern auch zahlreiche Möglichkeiten für Start-ups oder Unternehmen aus anderen Branchen in den vormals weit­gehend geschlossenen Wertschöpfungsprozess der Automobilindustrie einzutreten, wie z.B. der Smartphone-Hersteller Xiaomi in China (Vgl. Kapitel 3.2.4). Die Downstream Wertschöpfungskette startet mit der Fertigstellung des Fahrzeugs. Es folgen der Verkauf, das Marketing und die Finanzierungsoptionen für den Kunden. Die Automobilhersteller und Zulieferer sind in diesem Bereich mit After-Sales- und Service-Tätigkeiten aktiv, mit denen auch die Mobilität gewährleistet wird. Vermietung und weitere Dienstleistungen in der Ladeinfrastruktur und Energieversorgung und schlussendlich die Entsorgung des Fahrzeugs runden die derzeitige Automobile Downstream-Wertschöpfungskette ab.⁵⁷ Durch die Elektrifizierung des Antriebsstrangs verändern sich die Schwerpunkte der „Downstream“ Wertschöpfungskette. Der Endkunde des Fahrzeugs steht dabei im Mittel­punkt. Hinzu kommen erweiterte Geschäftsmodelle, die bisherige Ansätze wie Neuwagen­verkauf, Leasing oder Vermietung ergänzen. Neue Mobilitätskonzepte und Dienstleistun­gen wie Carsharing sind vor allem in urbanen Regionen interessant.⁵⁸ "Mobilität wird künf­tig als Dienstleistung angesehen mit verschiedenen Bezahloptionen je nach Nutzung",⁵⁹ erläutert Wirtschaftsforscher Volker Brühl. Der Vertrieb werde deshalb auch künftig nicht mehr ausschließlich über das Händlernetz erfolgen, sondern noch stärker über das Inter­net.

Die Herausforderung besteht darin die Akzeptanz und Motivation der Kunden für die Elekt­romobilität zu gewinnen. Momentan sind die Batterie-Reichweiten noch nicht ausreichend, die Ladezyklen zu lange und die Anschaffungskosten zu hoch.

Daraus folgt, dass auch der Auf- und Ausbau einer Ladeinfrastruktur für Elektroautos als wichtiges Thema in der Wertschöpfungskette hinzukommt. Hier hat besonders die Ener­giewirtschaft eine wichtige Rolle. Energieversorger und Unternehmen aus der Elektronik­branche etablieren sich zunehmend als Anbieter von Ladestrom und Betreiber von Lad­einfrastruktur.⁶⁰

Im Hinblick auf die weiteren Kapitel dieser Thesis und der Branchenstrukturanalyse nach Portner sind die Lieferanten der Elektromobilität mit Schwerpunkt auf die neuen elektro- spezifischen Komponenten in derWertschöpfungskette von Bedeutung.

2.5.2 EnergiespeicherAkku

Dieses Kapitel vermittelt die Grundlagen und Bedeutung der Energiespeicher von Elekt­roautos. In herkömmlichen Autos wird die Energie für den Antrieb in dem im Tank gela­gerten Kraftstoff gespeichert. In Elektrofahrzeugen hingegeben wird die Energie in Akku­mulatoren, kurz Akkus, gespeichert und „versorgt den Antriebsmotor mit elektrischer Ener­gie, der sie dann in mechanische Energie umsetzt“.⁶¹ Häufig wird auch die Bezeichnung „Batterie“, vom englischen battery als Synonym verwendet.

Für Automobilhersteller bildet die Batterie das Herzstück jedes Elektrofahrzeugs. Sie ist als Schlüsselkomponente in Relation zum Rest des Fahrzeugs sehr teuer, bestimmt die Reichweite und Ladezeit, sowie die Leistungsfähigkeit des Autos. Heutzutage ist die Ent­wicklung von leistungsfähigen Akkus und Batterien weit vorangeschritten und man findet die Energiespeicher bspw. in Smartphones oder Laptops. Die darin enthaltenen „Basiszel­len“ sind der Grundbaustein für die Fahrzeug Akkus.

In der Vergangenheit haben sich LIB (Li-Ion) größtenteils durchgesetzt. Anderer Batterien konnten sich nicht durchsetzen, aufgrund folgender Nachteile:

- Bleibatterien: Vergleichsweise günstig, aber eine zu geringe Energiedichte macht die Fahrzeuge schwer und die Reichweite niedrig.⁶²
- Nickel-Cadmium-Batterien: Cadmium ist wie Blei als Schwermetall ein Umweltgift.
- Nickel-Metallhybrid-Batterien sind zwar günstiger als Li-Ionen, aber haben deutlich geringere Energiedichten
- Nickel-Nickelchlorid-Batterie haben eine hohe Energiedichte, müssen aber für den Betrieb auf 300°C aufgeheizt werden, benötigen ein Temperaturmanagement und konnten sich dadurch nicht durchsetzen aufdem Markt.⁶³

Im Vergleich mit den anderen Batterietypen haben LIB für den Einsatz in Elektrofahrzeu­gen die besten Eigenschaften. Beispielsweise haben sie eine hohe Leistungs- und Ener­giedichte, eine geringe Selbstentladung und keinen Memoryeffekt wodurch der Ladezu­stand keine negativen Konsequenzen auf die nutzbare Leistungsfähigkeit hat. Es gibt auch Hersteller die auf Lithium-Eisenphosphat (LFP) Zellen setzen und verbauen. Diese Zellen kommen ohne Konfliktrohstoffe wie Kobalt aus, sind vergleichsweise günstig und haben nur ein äußerst geringes Risiko zu überhitzen. Die Energiedichte istjedoch geringer.⁶⁴ Die größten Nachteile des Akkus im Hinblick auf den Einsatz in Elektroauto ist die Lebens­dauer und die Arbeitstemperatur. Derzeit beträgt die Lebensdauer zwischen fünf und zehn Jahren, wobei derAkku durch den Betrieb und das Laden nachlässt. Im Winter bei kalten Temperaturen funktionieren die chemischen Prozesse innerhalb des Akkus nicht mehr so schnell, sodass die Reichweite rapide absinkt.⁶⁵

Der Akku im Elektrofahrzeug

Wie werden nun die Basiszellen hergestellt und landen als Fahrzeug Akku in einem kom­pletten Batteriemanagementsystem? Beispielhaft wird dies an LIB dargelegt, ist aber für alle anderen Typen ähnlich.

Bei der Herstellung des Fahrzeug Akku muss unterschieden werden in die Herstellung der Basiszelle und dem Zusammenbau zum Gesamt-Fahrzeug Akku. Die Herstellung der Ba­siszelle erfordert viel Kompetenz. Man stelltfest, dass diese Kompetenz derzeit nicht aus Deutschland, sondern überwiegend aus Asien kommt.⁶⁶ Welche Lieferanten und Länder bei der Zellproduktion die Nase vorne haben, wird in Kapitel 3.2.2 genauer betrachtet.

In der Abbildung 5 ist die vereinfachte Wertschöpfungskette der Fahrzeugbatterie darge­stellt. Für die Produktion der Batteriezellen werden Rohstoffe und chemische Vormateria­lien benötigt. Darunter befinden sich Bodenschätze wie Kupfer, Nickel, Kobalt, Lithium, Mangan, Grafit und auch seltene Erden.⁶⁷ Die besondere Bedeutung der Rohstoffe in der Elektromobilität wird in 2.5.3 aufgezeigt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5 Wertschöpfungskette der Fahrzeugbatterie

Quelle: UNITYAG, 2022

Bis die Zelle in die Modulproduktion gelangt, sind viele Prozessschritte notwendig. Die genauen Schritte werden im Rahmen der Masterthesis nicht erläutert, da diese nicht rele­vant für die spätere Analyse sind. Man kann die Schritte vereinfacht in drei Hauptkatego­rien unterteilen:

- Elektrodenfertigung
- Zellassemblierung
- Formation und Aging

Die Herstellung der Elektrode sowie Formation und Aging sind weitestgehend unabhängig von dem Zelltyp durchzuführen, während innerhalb der Zellassemblierung zwischen Pouch - und Rundzelle sowie der prismatischen Zelle zu unterscheiden ist (siehe Abbil­dung 6). „Unabhängig vom Zelltyp besteht die kleinste Einheit jeder Lithium- lonen-Zelle aus zwei Elektroden und einem Separator, der die Elektroden voneinander trennt. Dazwi­schen befindet sich das lonen-leitfähige Elektrolyt.“⁶⁸

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 6 Unterscheidung Aufbau der Basiszelle

Quelle: Design Werk, 2022

Jede Zellform hat seine Vor- und Nachteile. Neben der Energiedichte, Wärmeentwicklung und Sicherheit stehen die geometrische Abmessung, die Integrationsmöglichkeit der Zel­len in Module, die Kosten und die Verfügbarkeit eine Rolle für die meisten Hersteller. Tesla setzt beispielweise im Model S auf Rundzellen, auch zylindrische Zelle genannt. Vorteile sind die automatisierte Fertigung und die hohe Lebensdauererwartung. Nachteilig sind die aufwendige Kühlung und der Verlust an Bauraum durch die Zwischenräume. Die Batterie­packs von Tesla haben die höchste Energiedichte und damit das geringste Gewicht aller derzeit in E-Fahrzeugen eingesetzten Akkus.

Audi, BMW und auch VW setzen ab 2025 größtenteils auf prismatische Zellen. Die Zelle hat ein festes metallisches Gehäuse und zeichnet sich auf Modulebene durch eine nahezu perfekte Kombination aus Energiedichte und Sicherheit bei langer Lebensdauer aus.⁶⁹ Die koreanischen Hersteller Hyundai und Kia haben sich hingegen auf die Pouch Zelle fokussiert. Ihre Vorteile sind eine einfache Zellstruktur und damit große Effizienz, niedrige Produktionskosten, hohe Sicherheit und Zuverlässigkeit. Laut dem Fraunhofer Institut be­sitzt die Pouch Zelle die größten Potenziale für die Optimierung der Energiedichte.⁷⁰

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 7 Batteriemodulmontage bei einem Lieferanten

Quelle: Eigene Bilder

Unabhängig vom Zellaufbau werden in der Modulproduktion die Li-Ionen Basiszellen zu­sammengeschaltet. Dabei werden mehrere Basiszellen zu einem Zellverbund in einem Modul zusammengebaut. Mehrere Module werden dann zum eigentlich Fahrzeug Akku assembliert. Dies geschieht in der Packproduktion oder auch Batteriemodulmontage ge­nannt. Ein solche Linie ist ca. 180m lang und mit hoch automatisierten Prozessen ausge­stattet, wie in Abbildung 7 zu sehen ist.⁷¹

Beispielhaft ist in Abbildung 8 der Aufbau des VW ID.3 abgebildet. Bei dem MEB (Modu­larer E-Antriebs-Baukasten) von VW spricht man von einem sogenannten „Skateboard­Chassis“, das ausschließlich für Elektrofahrzeuge entwickelt wurde, und damit keine Platt­form, die von Verbrennungsmotor auf Batterien modifiziert wurde. Im MEB sind 24 Zellen zu einem Batteriemodul zusammensetzt. Für den ID.3 werden bis zu zwölf Module über sogenannte Hochvoltverbinder zu einem Batteriesystem kombiniert. Bis zu 408 Volt Span­nung liegen dabei im System an. Das ergibt eine Kapazität von 77-kWh bei einem Gewicht von 514 kg.⁷² Die Zellmodule sitzen im Akkugehäuse, das die einzelnen Module vor Be­schädigungen schützt. Alle wichtigen Bauteile finden ihren Platz im Unterboden des Autos, geschützt in einer Bodenplatte. Beim MEB von VW befindet sich in der Bodenplatte au­ßerdem das Kühlsystem für die Batterien. Verbunden werden alle Bauteile durch mehrere Hochvolt-Kabel.⁷³

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 8 Volkswagen MEB Plattform

Quelle: Volkswagen, 2022

Akkukapazität, Reichweite und Kosten

Die Batterien für Elektroautos sind bei gleichzeitig steigender Batteriekapazität immer bes­ser und günstiger geworden. So haben sich die erzielbaren Reichweiten seit 2017 in etwa verdoppelt und damit die Alltagstauglichkeit von E-Autos unterstrichen. Mittlerweile hat auch der Kunde die Wahl welche Batteriegröße für ihn alltagspraktisch ist. Die Kapazität der Batterie wird in Kilowattstunden, kurz kWh angegeben, welche wiederrum die Reich­weite beeinflusst. Ausschlaggebend hierfür ist die Energiedichte des Akkus, die das Spei­chervermögen der Energieichmenge pro Kilogramm bezeichnet. Die spezifische Energie (Energiedichte) in Wh/kg ist ein Maß für die erzielbare Reichweite.⁷⁴ Die Reichweite von Elektrofahrzeugen hängt auch vom Verbrauch, sprich dem Gewicht, Streckenprofi, Au­ßentemperatur, Alter des Akkus etc. ab.⁷⁵ Diese Faktoren sind für die weiteren Kapitel nicht relevant.

In Abbildung 9 sind die Energiedichten verschiedener Energieträger gegenübergestellt. Es wird deutlich, dass die LIB die höchste Energiedichte liefert. Je nach Anwendungsfall liegt diese bei 100-200 Wh/kg.⁷⁶

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 9 Energiedichte verschiedener Energiespeicher

Quelle: Schwedes, etal., 2021, diverse Einzelquellen

Vergleicht man aber diese Energiedichte, mit denen von Diesel oder Benzin ergibt, sich ein anderes Bild. Der Unterschied von LIB zu herkömmlichen Kraftstoffen beträgt annä­hernd Faktor 100. Dies hat unmittelbaren Einfluss auf die Reichweite der Fahrzeuge, wo­bei „das Zahlenverhältnis nicht eins zu eins auf die Reichweite zu übertragen ist. Dies liegt daran, dass der Verbrauch von E-Autos geringer als bei Verbrennern ist“.⁷⁷ Weiterhin spielt die Energierückgewinnung über Rekuperation eine wichtige Rolle, wobei sich die höhere Masse der Akkus nur teilweise auf den Energieverbrauch auswirkt.⁷⁸ Die durchschnittliche Reichweite der Batterien in Elektroautos hat sich über die Jahre stetig erhöht. 2022 können Elektroautos im Schnitt 504 km weit fahren. Forscher rechnen aufgrund der rasanten Ent­wicklung mit einer deutlichen Steigerung bis 2025.

Der Kostenfaktor der Batterie spielt eine Schlüsselrolle für den Durchbruch der Elektromo­bilität. Trotz stetig sinkender Kosten ist die Batterie noch immer die teuerste Komponente eines E-Autos. Von 6000 Euro bei einem Mittelklassewagen reicht das Spektrum bis zu 13.000 Euro bei einem Luxus-E-Auto von Tesla (offizielle Angaben macht Tesla nicht).⁷⁹ Laut einer Studie der Unternehmensberatung Horvath & Partner aus dem Jahr 2019 ha­ben sich Batteriekosten seit 2010 von 600 €/kWh auf knapp 100 €/kWh im Jahr 2021 re­duziert. Damit hat sich der Preis einer typischen 20-kWh-Batterie von 12.000 Euro auf ca. 2.000 Euro gesenkt. Das hat auch erhebliche Auswirkungen auf den Endpreis des Autos, wodurch das BEV attraktiver für Kunden wird.⁸⁰

In Zukunft werden die Preise für Batteriemodule weiter sinken. Der Zeitpunkt für das Er­reichen von Batteriepaketpreisen unter durchschnittlich 100 €/kWh ist jedoch unsicherer geworden, da sich die Rohstoffpreise in den letzten 12 Monaten erheblich auf die Kosten ausgewirkt haben. Wenn die Rohstoffpreise hoch bleiben oder weiter steigen, könnte dies den Zeitplan um einige Jahre verzögern. Die Einführung neuer Zellchemien und Ferti­gungsanlagen und -techniken wird jedoch dazu beitragen, die Kosten weiter zu senken. Vereinfachte Designs für batterieelektrische Fahrzeugplattformen tragen ebenfalls dazu bei.⁸¹

2.5.3 Rohstoffe

In diesem Abschnitt wird die strategische Bedeutung der Rohstoffe für die Elektromobilität beschrieben. Dabei wird nicht im Detail auf die Aspekts Umweltbilanz und Arbeitsbedin­gungen beim Rohstoffabbau eingegangen.

Rohstoffe stehen beim Hochlauf der Elektromobilität stark im Fokus, denn „die Produktion von Elektroautos benötigt mehr als fünfmal so viele mineralische Rohstoffe wie die von Verbrennern.“⁸²

In der Abbildung 10 sind die wichtigen Rohstoffe im Elektroauto gegenüber dem Verbren­ner dargestellt. Hauptsächlich sind die zusätzlichen Ressourcen für den Bau der Akkus notwendig. Für die Herstellung von LIB sind für die Kathode jeweils mehrere Kilogramm Mangan, Lithium, Kobalt und Nickel notwendig. Hinzu kommt Grafit für die Anode.⁸³ Bei den Rohstoffen Lithium und Kobalt lässt sich in den letzten Jahren eine Steigerung der Nachfrage beobachten, für die der Ausbau der E-Mobilitat ursachlich ist. 1990 wurde le­diglich ein Prozent der globalen Kobaltproduktion für die Herstellung von Batterien genutzt, 2015 waren es bereits 49%. Eine ähnliche Entwicklung lässt sich bei Lithium beobachten. Die Förderung von Lithium stieg von 2010-2018 von 25.000 Tonnen auf 85.000 Tonnen, was etwa 452.455 Tonnen Lithiumkarbonat (U2CO3) entspricht⁸⁴ Viele dieser geförderten Rohstoffe liegen geographisch gesehen laut IEA noch konzen­trierter vor als Erdöl. Kobalt stammt derzeit zu rund 70% aus dem Kongo und das Land beherbergt auch die Hälfte (ca. 3,4 Mio. Tonnen) der weltweit verbleibenden Reserven. Aufgrund der ungewissen politischen Situation im Kongo und den schlechten, oft nicht nachvollziehbaren Arbeitsbedingungen im Kleinstbergbau schätzt die Deutsche Rohstoff­agentur den Abbau als bedenklich ein. Den Arbeitern fehlt es an Schutzausrüstung, es kommt häufig zu Unfällen und Kinderarbeit sowie die Löhne sind schlecht. Außerdem gab es in den letzten Jahren einen enormen Preisanstieg, getrieben durch die Versorgungssi­tuation und der hohen Nachfrage. Es wird davon ausgegangen, dass die Nachfrage nach Kobalt bis 2030 auf fast 400.000 Tonnen ansteigen wird.⁸⁵

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 10 Wichtige Rohstoffe im Elektroauto und deren Herkunft

Quelle: International EnergyAgency (IEA), 2022

Der Großteil des Lithiums kommt aus Australien (52%), Chile (22%) und China (13%). Rund zwei Drittel der weltweit vorhandenen Lithiumreserven liegen in den Salzseen im „Lithiumdreieck“: Bolivien, Chile und Argentinien. Weiterhin verfügen Australien, USA und China über große Reserven von den weltweit globalen Ressourcen von 47 Mio. Tonnen.⁸⁶ Im Lithiumdreieck wird salziges Wasser hochgepumpt und verdunstet. Dort verdunstet ein Teil des Wassers durch die Sonne und der Lithiumgehalt konzentriert sich auf etwa sechs Prozent. Das dauert acht bis zwölf Monate. Pro gewonnene Tonne Lithium werden viele Mio. Liter Wasser benötigt. Infolgedessen kann der Grundwasserspiegel stark fallen und es besteht die Gefahr, dass Feuchtgebiete und Wiesen austrocknen. Nach Angabe von Prof. Dr. Maximilian Fichtner (Karlsruher Institut für Technologie KIT und Helmholtz Institut für elektrochemische Energiespeicherung HIU in Ulm) verdunsten für die Herstellung des Lithiums, das in einem mittelgroßen 64 kWh Akku benötigt wird, 3840 I Wasser.⁸⁷

Rund die Hälfte der Nickelproduktion kommt aus Indonesien, Russland und den Philippi­nen. „Nickel wird hauptsächlich aus Erzvorkommen gewonnen, bei dessen Abbau Kobalt als Nebenprodukt anfällt.“⁸⁸ Zu den schwerwiegendsten Umweltfolgen des Nickelabbaus zählt saures Grubenwasser, das in regionale Flüsse und Meerwasser gelangt und diese kontaminierte.

Seit Beginn des Kriegs in der Ukraine haben sich die Nickelpreise zwischenzeitlich ver­fünffacht. Russland ist mit einem Anteil von gut neun Prozent der weltweit drittgrößter Ni­ckelproduzent. Deutschland bezieht mehr als 40% seiner Nickelimporte aus Russland. Das führt zu einer Rohstoffknappheit wodurch die Autohersteller entstehende Kosten auf ihre Modelle umlegen müssen.⁸⁹

[...]

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¹ Vgl. International EnergyAgency (IEA), 2022

² Vgl. Strathmann, 2019, S. 22

³ Vgl. Europäischer Rat, 2022

⁴ Vgl. KBA, 2022

⁵ Vgl. Automobilwoche, 2021

⁶ Vgl. Haus von Eden GmbH, 2022

⁷ Zukunftsinstitut, 2022

⁸ Vgl. Bertram, et al., 2014, S. 5

⁹ Brunnengräber, et al., 2020, S. 37

¹⁰ Vgl. BMUV,2022

¹¹ Vgl. Doppelbauer, 2020, S. 9

¹² Vgl. Komarnicki, et al., 2020, S. 18

¹³ Vgl. Doppelbauer, 2020, S. 13ff

¹⁴ Vgl. Brunnengräber, et al., 2020, S. 18

¹⁵ Vgl. Mobile.de, 2020

¹⁶ Vgl, Brunnengräber, et al., 2020, S. 232

¹⁷ Vgl. Brunnengräber, et al., 2020, S. 235

¹⁸ Vgl. Manager magazin, 2018

¹⁹ Vgl. Jen-Kai, 2011

²⁰ Vgl. Brunnengräber, et al., 2020, S. 235 f.

²¹ Vgl. Schüler-Zhou, 2019

²² Vgl. Brunnengräber, et al., 2020, S. 239

²³ Vgl. Gomoll, 2021

²⁴ Vgl. Karle, 2021,S. 20

²⁵ Vgl. Doppelbauer, 2020, S.99

²⁶ Vgl. Karle, 2021.S. 22

²⁷ Vgl. Karle, 2021

²⁸ Vgl. AutoScout24, 2022

²⁹ Vgl. Doppelbauer, 2020

³⁰ Vgl. AutoScout24, 2022

³¹ Stegmaier, 2019

³² Vgl. Karle, 2021.S. 19

³³ Vgl. Bertram, et al., 2014

³⁴ Vgl. Bundesministerium fürWirtschaft und Klimaschutz, 2022

³⁵ Vgl. Karle, 2021.S. 27

³⁶ Vgl. AFDC,2022

³⁷ Vgl. IT TIMES, 2022

³⁸ Vgl. Europäischer Rat, 2022

³⁹ Auto Zeitung, 2022

⁴⁰ Tagesschau24, 2022

⁴¹ Vgl. AutoBild, 2022

⁴² Vgl. Gomoll, 2022

⁴³ Brunnengräber, et al., 2020, S. 147

⁴⁴ Vgl. Brunnengräber, et al., 2020, S. 147

⁴⁵ Vgl. Gerstl, 2022

⁴⁶ Vgl. Hommen, 2022

⁴⁷ Vgl. Vereinigung der Bayerischen Wirtschaft (vbw), 2022

⁴⁸ Vgl. Nieuwenhuis, 2018

⁴⁹ Vgl. Kampker, etal., 2018, S. 48

⁵⁰ Kampker, etal., 2018, S. 43

⁵¹ Müller-Stewens, etal., 1995, S.31

⁵² Vgl. Wallentowitz, et al., 2008

⁵³ Vgl. Zentes, et al., 2012, S. 90

⁵⁴ Vgl. Kampker, etal., 2018, S. 45

⁵⁵ Vgl. E-Auto-Journal, 2022

⁵⁶ Vgl. IPE Institutfür Politikevaluation GmbH; fka GmbH; Roland Berger GmbH, 2019, S. 124

⁵⁷ Vgl. Strathmann, 2019, S. 39

⁵⁸ Vgl. Kampker, etal., 2018, S. 47

⁵⁹ Vgl. Schwarz,2022

⁶⁰ Vgl. Rammler, etal., S. 14

⁶¹ Karle, 2021.S. 70

⁶² Vgl. Schulze,2022,S. 26

⁶³ Vgl. Karle, 2021.S. 71

⁶⁴ Vgl.Gusbeth,etal.,2022

⁶⁵ Vgl. Wallner, 2021

⁶⁶ Vgl. Karle, 2021,S. 81

⁶⁷ Vgl. Brunnengräber, et al., 2020, S. 290

⁶⁸ RWTHAachen,2015

⁶⁹ Huber, 2022

⁷⁰ Vgl. Fraunhofer-Allianz Batterien , 2017

⁷¹ Vgl. Karle, 2021,S. 74

⁷² Volkswagen, 2022

⁷³ Vgl. Huber, 2022

⁷⁴ Vgl. Bertram, etal., 2014, S. 101

⁷⁵ Vgl. E.ON Energie Deutschland GmbH, 2022

⁷⁶ Vgl. Schwedes, et al., 2021

⁷⁷ Karle, 2021.S. 78

⁷⁸ Vgl. Karle, 2021.S. 78

⁷⁹ Vgl. Huber, 2022

⁸⁰ Vgl. Horvâth & Partners, 2020

⁸¹ Vgl. BloombergNEF, 2022

⁸² Blume, etal.,2022

⁸³ Vgl. Geo, 202

⁸⁴ Vgl. Brunnengräber, et al., 2020, S. 334

⁸⁵ Vgl. Deutsche Rohstoffagentur, 2018

⁸⁶ Vgl. Brunnengräber, et al., 2020, S. 335

⁸⁷ Vgl. Doppelbauer, 2020, S. 376

⁸⁸ Brunnengräber, etal., 2020, S. 315

⁸⁹ Vgl. Institut der deutschen Wirtschaft, 2022

• Universidad: University of applied sciences Frankfurt a. M.
• Calificación: 1,1
• Autor: Manuel Reiner (Autor)
• Año de publicación: 2022
• Páginas: 122
• No. de catálogo: V1317919
• ISBN (PDF): 9783346809414
• ISBN (Libro): 9783346809421
• Idioma: Alemán
• Etiqueta: Elektromobilität, Auto, Mobilität, Zukunft, Elektroauto, Autobatterie, Deutschland China, Automobil, Automobilbranche, Vergleich, Abhängigkeit von Rohstoffen, Batteriezellen, Chinesische Automobilhersteller, China, Deutschland, Electromobility