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Sep 17, 2023

Volkswagen plant Batterierevolution für Elektrofahrzeuge in neuer Gigafactory

Auf der niedersächsischen Ebene, nahe der Stadt Salzgitter, entsteht ein neues Reich

Auf der niedersächsischen Ebene, nahe der Stadt Salzgitter, wächst aus dem Land ein neues Reich. Nun ja, gerade jetzt aus dem Schlamm heraus, da es in den letzten Tagen geregnet hat und es, wie auf allen Baustellen, nicht lange dauert, bis sich schlammige Pfützen bilden.

Sobald der Schlamm beseitigt und durch Beton und Stahl ersetzt ist, wird auf diesem 260.000 Quadratmeter großen Gelände die erste Batterie-„Gigafabrik“ von Volkswagen entstehen, die in letzter Zeit so etwas wie ein Schlagwort für jede Produktionsstätte ist, die zufällig groß ist .

Dies ist oder wird zumindest zu gegebener Zeit eine Fabrik zur Herstellung von Gigas sein. Gigawatt Leistung, verpackt in Batterien, bestimmt für die Flotte neuer Elektroautos von Volkswagen und natürlich für alle Kunden für solche Teile, die entlang der Linie gefunden werden.

Apropos Teile: Design und Management der Fabrik stehen tatsächlich unter der Schirmherrschaft von Volkswagen Components, dem Teil des Automobilriesen, der auch die Ersatzteile für Ihren 10 Jahre alten Golf verpackt und verschickt. Komponenten sind jedoch ein weitaus größeres Geschäft, als es sich anhört – es ist für Volkswagen rund 40 Milliarden Euro wert, sodass die zwei Milliarden Euro, die in Salzgitter für den Bau der Batteriefabrik benötigt werden, nur Kleingeld sind. Trotzdem wurde innerhalb von VW Components eine ganz eigene Abteilung namens Power Co gegründet, damit sie wie ein Start-up agieren und die Art von schnellen Entscheidungen und sich schnell entwickelnden Geschäftsplänen treffen kann, die nötig sind, damit VW mithalten kann im Rennen um die Batterieleistung.

Es ist Teil einer 30-Milliarden-Euro-Investition in Batterietechnologie, Forschung und Konstruktion in den nächsten sieben Jahren, um das Ziel zu erreichen, dass bis 2030 80 Prozent des weltweiten Volkswagen-Absatzes aus Elektroautos bestehen. In Irland und dem Rest des Landes In Europa liegt diese Zahl eher bei 100 Prozent, obwohl sich dies angesichts der jüngsten Lobbyarbeit zur Abschwächung des vorgeschlagenen EU-Verbots von Verbrennungsmotoren in der Zwischenzeit ändern könnte.

Letztendlich ist geplant, die Produktion auf 40 GWh pro Jahr zu steigern, genug Batterien für 500.000 Elektroautos

Salzgitter ist schon seit einiger Zeit Teil des VW-Imperiums. Die Fabrik auf dem Gelände wurde 1970 gegründet und produzierte das etwas ungeliebte Schrägheckmodell und die Limousine K70, einen Vorläufer des Passat der ersten Generation. Bereits 1975 wurde Salzgitter auf den Bau von Benzinmotoren umgerüstet, und das wird bis heute getan.

Jetzt stellt das Werk, in dem Motoren hergestellt wurden, stattdessen auf die Herstellung von Batterien um. Auf dem Gelände gibt es bereits eine Pilotproduktionsanlage, einen Teil der Fabrik, in dem einst Zylinderköpfe hergestellt wurden und in dem jetzt experimentelle Batterien für die nächste Generation von Elektroautos und -transportern hergestellt werden.

Die Gigafabrik, die derzeit aus dem sächsischen Schlamm auf eine spätere Höhe von 60 m ragt, wird in ihren beiden großen Produktionshallen über eine Kapazität von jeweils 10 Gigawattstunden (gWh) verfügen. Letztendlich ist geplant, die Produktion auf 40 GWh pro Jahr zu steigern, genug Batterien für 500.000 Elektroautos. Das ist jedoch nur ein kleiner Teil dessen, was VW für den Bau all dieser neuen Elektrofahrzeuge benötigt – das Unternehmen schätzt, dass es bis 2028 etwa 240 Stundenstunden Batterieproduktion benötigt, sodass zu Salzgitter weitere Gigafabriken in Valencia, Schweden und Ontario hinzukommen.

Volkswagen-Chef Herbert Diess und Bundeskanzler Olaf Scholz auf der Baustelle für SalzGiga in Salzgitter, Juli 2022. Foto: Ronny Hartmann/AFP via Getty

Warum dieser hektische Bau einer Batteriefabrik? Denn VW will sich nicht mehr den asiatischen Batterieherstellern unterwerfen. Für das aktuelle ID-Elektroauto-Sortiment kauft VW seine Batterien hauptsächlich von Unternehmen wie dem chinesischen Unternehmen CATL und dem koreanischen Unternehmen LG Chem – beides dominierende Akteure auf dem weltweiten Batteriemarkt.

Na ja, nicht mehr lange, wenn VW helfen kann. Durch die Umstellung auf die Entwicklung und Herstellung eigener Batterien möchte VW nicht nur seine Abhängigkeit von externen Zulieferern beenden, sondern auch erhebliche Einsparungen erzielen.

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„Eines der wichtigsten Dinge ist die vertikale Integration“, sagt Thomas Schmoll, Vorstandsmitglied der Power Co. Damit meint er, sich in allen Bereichen zu engagieren, vom Bergbau bis zum Sammeln alter Batterien zum Recycling. „Man muss sich um die kritischen Mineralien kümmern, denn 80 Prozent der Kosten der Batterie stecken in den Rohstoffen.“

Um diese Kosten zu senken, tut VW über Power Co das, was VW traditionell am besten kann: Teilen.

In diesem Zusammenhang geht es beim Teilen nicht nur um die Sorge, es geht auch darum, Geld zu sparen. In den 1990er-Jahren kam VW auf die Idee des Plattform-Sharings, als es vier Mainstream-Automarken – VW, Seat, Skoda und Audi – zu bewältigen gab. Durch die Verwendung derselben grundlegenden mechanischen Komponenten, vom Motor über die Aufhängung bis zur Elektronik, könnten Sie vier Autos für nur geringfügig mehr als den Preis eines einzigen herstellen. Der VW Golf war also im Grunde genommen identisch mit dem Skoda Octavia, dem Audi A3 und dem Seat Leon, aber man konnte sie an vier verschiedene Käufer verkaufen und so die Rendite der ursprünglichen Entwicklungsinvestition maximieren.

VW hofft, die Herstellungskosten seiner Batterien im Vergleich zu aktuellen Designs um bis zu 30 Prozent pro GWh senken zu können

VW hat die Plattform-Sharing-Kunst bei seinen verschiedenen Modellen und Marken verfeinert, sodass ein praktischer Multivan mit sieben Sitzen nun rein mechanisch einem kompakten Golf-Schrägheckmodell sehr ähnlich ist. Das Gleiche gilt für die Elektroautos von VW, die alle auf der gleichen MEB-Elektroautoplattform basieren und es VW ermöglichen, die Modelle ID.3, ID.4, ID.5, ID.7, ID.Buzz, Skoda Enyaq und Supra herzustellen Born und der Audi Q4 e-tron stammen alle aus derselben Grundausstattung.

Jetzt wendet VW diese Technik auf Batterien an und entwickelt das sogenannte Unified Cell Design. Was ist es? Nun, auf den ersten Blick wirkt es wie ein schmales gebundenes Buch. Allerdings ist es ziemlich schwer, wenn man es in die Hand nimmt, denn es hält 181 sorgfältig ineinander verschachtelte Schichten aus Kupferanode und Aluminiumkathode. In diesen jeweils nur Mikrometer dicken Schichten speichert die Batterie ihre elektrische Ladung. Kombinieren Sie genügend dieser Unified Cells und Sie haben einen Akku für ein Elektroauto.

Tatsächlich gibt es ein Batteriepaket für viele verschiedene Elektroautos, denn die Idee dahinter ist, dass der Grundaufbau der Unified Cell an unterschiedliche Bedürfnisse angepasst werden kann. Für 80 Prozent der Produktion ist der Einsatz relativ einfacher „Eisenphosphat“-Batteriechemie geplant. Theoretisch ist das eine gute Sache – Eisenphosphat-Batterien lassen sich schneller aufladen und haben eine längere Lebensdauer als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien, aber es gibt auch Nachteile – vor allem, dass sie bei gegebenem Gewicht nicht so viel Ladung, also weniger Energie, halten Die Dichte ist geringer. Dies könnte bedeuten, dass sich Besitzer von herkömmlichen Elektroautos an häufigeres, aber schnelleres Laden im Gegenzug zu niedrigeren Preisen gewöhnen müssen.

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Allerdings sind Eisenphosphatbatterien bei anspruchsvolleren Anwendungen, etwa für Audi- und Porsche-Modelle, nicht ausreichen, aber die Unified Cell kann damit umgehen, indem sie einfach die Chemikalien verändert, die in eine Aufschlämmung eingemischt werden (so die offizielle Bezeichnung). ), das dann auf die empfindlichen Metallfolien aufgetragen wird, aus denen Kathode und Anode bestehen. Durch die Erhöhung des Mangan- und Siliziumgehalts können laut VW auf derselben Produktionslinie leistungsfähigere, aber auch teurere Batterien hergestellt werden.

All das führt zu Kosteneinsparungen. VW hofft, die Herstellungskosten seiner Batterien im Vergleich zu aktuellen Designs um bis zu 30 Prozent pro GWh senken zu können. Außerdem wird eine ähnliche Reduzierung der für die Herstellung der Batterie benötigten Energiemenge sowie eine Halbierung der Zeit für die Entwicklung neuer Batterien angestrebt. Das Unified-Cell-Design gilt als zukunftssicher und lässt sich laut VW-Ingenieuren problemlos an die vielgepriesenen „Solid-State“-Batteriedesigns anpassen, die darauf abzielen, die Batterieenergie zu verbessern und die Ladezeiten drastisch zu verkürzen. VW hat keinen Zeitplan für die Umstellung auf Festkörperbatterien genannt, aber der Konkurrent Nissan sagt, dass er sie bis 2028 auf den Markt bringen wird. Das Batterieteam von VW entgegnet dem, indem es behauptet, dass die Unified Cell bereits zu 90 Prozent auf dem Weg dorthin sei Es handelt sich um einen festen Zustand und benötigt nur eine kleine Menge flüssigen Elektrolyten, damit seine Energie hin und her fließen kann.

VW will, wie die meisten Smartphone-Hersteller, den Produktionskreislauf vollständig schließen und nur winzige Anteile frisch geförderter Rohstoffe verwenden

Es bestehen ernsthafte Bedenken hinsichtlich der Energie, die für den Abbau der Materialien zur Herstellung all dieser Batterien verwendet wird, sowie hinsichtlich der Menschenrechtsbedenken im Zusammenhang mit großen Bergbaubetrieben. Dazu sagt Frank Blome, Vorstandsvorsitzender von Power Co., Volkswagen: „Ich denke, es ist noch zu früh, darüber zu sprechen, aber wir wollen die gesamte Lieferkette verwalten und unter unserer Kontrolle haben. Und natürlich wollen wir das auch tun.“ Recycling so gut wie möglich. Wir können bis zu 99 Prozent der Mineralien aus unseren Batterien zurückgewinnen und wiederverwenden.“

Ein Ort, an dem man all das tun kann, ist auch der Aufstieg aus dem sächsischen Schlamm in Salzgitter. Bis 2025 soll die Unified Cell in Produktion gehen. Zu einem noch unbestimmten Zeitpunkt darüber hinaus dürfte das Recyclingzentrum mit der Rückgewinnung der Rohstoffe in vollem Gange sein, um aus alten Batterien neue zu machen. Letztendlich will VW, wie die meisten Smartphone-Hersteller, den Produktionskreislauf vollständig schließen und nur noch winzige Anteile frisch geförderter Rohstoffe verwenden.