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Strom und Mobilität: Wie Batterien die Spielregeln ändern

IEA-Sonderbericht: Versechsfachung der Speicherkapazität bis 2030 nötig.

Die weltweite Batterieproduktion hat sich in den letzten drei Jahren mehr als verdreifacht. In weniger als 15 Jahren sind die Kosten für Batterien um mehr als 90 Prozent gesunken – einer der schnellsten Rückgänge, den es je bei sauberen Technologien im Energiebereich gegeben hat. Doch bis Ende der Dekade muss der Einsatz von Batterien in der Mobilität und im Stromsektor erheblich ausgeweitet werden, um die bei COP28 gesteckten Energie- und Klimaziele zu erreichen. Ein neuer IEA-Sonderbericht zeigt, wie Batterien die Spielregeln ändern.

Um die Energie- und Klimaziele einzuhalten, ist die Versechsfachung der Gesamtspeicherkapazität bis 2030 weltweit notwendig. Das Pikante daran: 90 Prozent dieses Speicherkapazität-Zuwachses werden Batterien liefern, während den Rest Pumpspeicherkraftwerke beitragen sollen. Das ist bemerkenswert, weil sich damit das, was Tony Seba (RethinkX) immer prognostiziert hat, nun auch in den Analysen der Internationalen Energie-Agentur wiederfindet.

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Der Sonderbericht ist die erste umfassende Analyse des gesamten Batterie-Ökosystems, der darlegt, welche Rolle Batterien neben erneuerbaren Energien als wettbewerbsfähige, sichere und nachhaltige Alternative zur Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen spielen können – und gleichzeitig die Dekarbonisierung des Straßenverkehrs durch den Antrieb von Elektrofahrzeugen unterstützen.

Der Bericht hebt die Vielseitigkeit von Batteriespeichern hervor, die im Rahmen der Umstellung auf saubere Energie kostengünstig zur Sicherung der Stromversorgung beitragen können. Im Stromsektor tragen Batterien dazu bei, die Schwankungen des Stroms aus erneuerbaren Energien wie Wind und Sonne auszugleichen.

Batterien für Elektroautos nach Region

Darüber hinaus kann die Batteriespeicherung in Zeiten eines hohen Angebots die Überlastung des Netzes abmildern, da sie eine Möglichkeit bietet, überschüssigen Strom aus erneuerbaren Energien abzufangen und zu speichern, der sonst verloren ginge. Außerdem erbringen sie hochtechnische Dienstleistungen für das Netz, wie z. B. Spannungs- und Frequenzregelung.

Im Jahr 2023 verzeichneten Batterien ein bemerkenswertes Wachstum, das das Wachstum aller anderen umweltfreundlichen Energietechnologien übertraf. Entscheidende Treiber dieser Entwicklung waren sinkende Kosten, kontinuierliche Innovationen und eine unterstützende Industriepolitik. Der Einsatz von Batterien hat sich im Stromsektor im vergangenen Jahr mehr als verdoppelt.

„Der Strom- und der Verkehrssektor sind zwei wichtige Säulen, um die Emissionen schnell genug zu senken, um die auf der COP28 vereinbarten Ziele zu erreichen und die Möglichkeit offen zu halten, die Erderwärmung auf 1,5 °C zu begrenzen“, erklärt IEA-Exekutivdirektor Fatih Birol.

Batteriespeicherkapazität bis 2023

Indem Batterien einen höheren Anteil an erneuerbaren Energien im Stromsystem ermöglichen und die Stromversorgung dorthin verlagern, wo sie am meisten gebraucht wird, tragen sie dazu bei, die Ziele zu erreichen, die auf der COP28 festgelegt wurden. „Die Kombination aus Photovoltaik und Batterien ist heute wettbewerbsfähig mit neuen Kohlekraftwerken in Indien. Und schon in den nächsten Jahren wird sie billiger sein als neue Kohlekraftwerke in China und gasbefeuerte Kraftwerke in den Vereinigten Staaten. Batterien verändern das Spiel vor unseren Augen“, berichtet Birol.

Diese beinhalten die Verdreifachung der Kapazität an erneuerbaren Energien bis 2030, die Verdopplung des Tempos bei der Verbesserung der Energieeffizienz und den Ausstieg aus fossilen Brennstoffen. Um die weltweite Kapazität an erneuerbaren Energien bis 2030 zu verdreifachen, müssen 1.500 GW an Energiespeicherung erreicht werden.

Trend geht hin zu LFP-Batterien

Der gängigste Batterietyp, die Lithium-Ionen-Batterie, wird normalerweise mit Unterhaltungselektronik in Verbindung gebracht. Doch heute entfallen über 90 Prozent der gesamten Batterienachfrage auf den Energiesektor.

Allein im Jahr 2023 wird der Einsatz von Batterien im Energiesektor im Vergleich zum Vorjahr um mehr als 130 Prozent zunehmen, wodurch insgesamt 42 Gigawatt (GW) zu den Stromsystemen auf der ganzen Welt hinzugefügt werden. Im Verkehrssektor haben Batterien dazu beigetragen, dass der Absatz von Elektroautos stark gestiegen ist.

Kathoden von Batterien

Die Entwicklung geht hin zur LFP Batterie, die ohne kritische Rohstoffe auskommt und zu kobaltarmen NMC-Typen. Vor zehn Jahren noch waren Kathoden, vor allem in Consumer-Produkten, in der Regel zu 100 Prozent aus Kobalt. Das verdeutlicht, wie sich Lieferketten verändern werden.

Um Batterien weltweit zu verbreiten, müssen dem Bericht zufolge die Kosten weiter sinken, ohne Kompromisse bei Qualität und Technologie einzugehen. Die Versorgungssicherheit erfordert auch eine größere Vielfalt in den Lieferketten, auch bei der Gewinnung und Verarbeitung der für die Batterien verwendeten wichtigen Mineralien – und bei der Herstellung der Batterien selbst.

Mineralien in Batteriechemien

Die Länder gehen dies bereits mit ehrgeizigen Industrieprogrammen zur Förderung lokaler Fertigungskapazitäten an, unter anderem in den Vereinigten Staaten, der Europäischen Union und Indien.

China, EU und USA

Während China heute die meisten Batterien herstellt, zeigt der Bericht, dass 40 Prozent der angekündigten Pläne für neue Batterieproduktionen in fortgeschrittenen Volkswirtschaften wie den Vereinigten Staaten und der Europäischen Union liegen. Wenn alle diese Projekte realisiert werden, würden diese Volkswirtschaften über eine fast ausreichende Produktion verfügen, um ihren eigenen Bedarf bis 2030 auf dem Weg zu Netto-Null-Emissionen zu decken.

Geographische Batterie-Lieferkette

Batterien können schließlich auch eine wichtige Rolle bei der Verbesserung des Zugangs zu Elektrizität für diejenigen spielen, die noch keinen Zugang dazu haben.Auf dem Weg zu einem weltweiten universellen Energiezugang bis 2030 helfen sie 400 Millionen Menschen in Schwellen- und Entwicklungsländern, durch dezentrale Lösungen wie Solar-Home-Systeme und Mini-Netze mit Batterien Zugang zu Strom zu erhalten.

Li-Ion-Batterieproduktion

Die Kosten und CO2-Emissionen von Batterien werden weiter fallen. Der Beschleuniger und Grund für weiteres exponentielles Wachstum.

Lithium, Nickel, Kobalt, Graphite

Der Report „Batteries and Secure Energy Transitions“ über die notwendige Entwicklung von Batterien für die Strom- und Verkehrssektor steht zum kostenlosen Download bereit.

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