Elektromobilität China: Helfen E-Scooter der Natrium-Ionen-Batterie zum Durchbruch?

Es könnten E-Scooter sein, die der Natrium-Ionen-Batterie zum Durchbruch verhelfen. Die ersten in Serie gefertigten, Vespa-ähnlichen Zweiräder mit der Batterietechnik sind seit diesem Jahr in China auf dem Markt.

Natrium-Ionen-Batterien sind eine von mehreren Alternativen für Lithium-Ionen-Batterien, mit denen große Batteriehersteller momentan experimentieren. Obwohl sie mit mehreren Vorteilen im Vergleich zu LFP-Batterien punkten, die gegenwärtig den Batteriemarkt dominieren, ist ihre Kommerzialisierung bisher eher schleppend vorangekommen. Das könnte sich allerdings bald ändern. Denn seit diesem Jahr zeichnet sich in China ein Trend hin zu Natrium-Ionen-Batterien (NIB) ab, den man zwar noch nicht als „Disruption“ bezeichnen kann, der aber in der Zukunft durchaus die Batterieindustrie beeinflussen könnte.

Kleine Marktanteile, aber Potenzial

Mehrere chinesische Hersteller von E-Scootern, kleinen E-Autos und Speicherbatterien haben begonnen, Natrium-Ionen-Batterien (NIB) einzusetzen. Noch sind die Marktanteile in all diesen Segmenten klein. Trotzdem glauben Batteriehersteller wie CATL, an das Potenzial von NIB und bringen immer mehr NIB-Produkte auf den Markt.

Die chinesische Firma Yadea, die im vergangenen Jahr weltweit 13 Millionen E-Scooter verkauft hat, vermarktet seit Januar ein erstes Modell mit NIB. In den ersten drei Monaten dieses Jahres seien „fast 1.000“ Stück verkauft worden, so ein Firmensprecher im Interview mit der BBC. Neuere Zahlen sind noch nicht veröffentlicht worden.

Trotz der bescheidenen Anfänge markiert dieser Launch einen von mehreren Meilensteinen auf dem Weg zur Kommerzialisierung der Technologie in China, die sich in diesem Jahr zu häufen beginnen. „Es gibt einen klaren Business Case für Natrium-Ionen-Batterien“, erklärt Ulderico Ulissi von CATL Venture Capital. Der Investment-Arm des Batterieherstellers hat Ende Oktober einen Marktforschungsbericht über NIB veröffentlicht, der einen guten Überblick über die jüngste Entwicklung gibt. Die Unabhängigkeit dieser Batterieart von Lithium, dessen Abbau und Verarbeitung umweltbelastend, Lieferketten unzuverlässig und Preise volatil sind, befördern momentan ihre „rapide Kommerzialisierung“ schreiben die Autoren.

Das gilt auf jeden Fall für China, das mit der Kommerzialisierung voranprescht wie kaum ein anderes Land. CATL hat 2021 seine erste NIB auf den Markt gebracht. 2023 ist der erste elektrische Kleinwagen mit einer NIB-Batterie in Serie gegangen, der „Chery QQ Ice Cream“. Wie in einigen anderen Anwendungen auch, handelt es sich um einen hybrides E-Antrieb, in dem sowohl eine NIB als auch eine Lithium-Ionen-Batterie verbaut ist. Auch andere Elektrofahrzeughersteller haben bereits erste Modelle mit NIB auf dem Markt. JMC hat im Dezember 2023 einen Kleinwagen damit herausgebracht. JAC ungefähr zur selben Zeit sein Model „Huaxianzi“.

Unbegrenzte Verfügbarkeit

Im April dieses Jahres hat CATL seine NIB-Batterie „Naxtra“ auf den Markt gebracht. Das Unternehmen bietet sie als 24-Volt-Starter-Batterie für Nutzfahrzeuge an.

Auch bei diesem Launch betonten Firmensprecher den großen Vorteil von NIB, dass Natrium als Element im Meersalz so gut wie unbegrenzt verfügbar ist und man so langfristig ein kostengünstigeres Produkt als Ersatz des relativ teuren Lithiums anbieten kann. „Dank der reichhaltigen Vorkommen an Natrium-Ressourcen können wir die Abhängigkeit vom knappen Lithium deutlich reduzieren", unterstrich Gao Huan, Technikchef für Pkw und Nutzfahrzeuge bei CATL, damals gegenüber der Zeitung Lianhe Zaobao.

Anfang dieses Monats haben der südkoreanische Batteriehersteller LG Chem und der chinesische, neuerdings an erneuerbare Energien interessierte Öl- und Gas-Riese Sinopec, eine strategische Kooperation für die Entwicklung von Kathoden- und Anoden-Materialien für NIB vereinbart. In ihrer Presse-Erklärung singen beide Firmen ein Loblied auf die neue Batterietechnik: langfristig günstiger herzustellen, sobald die Skalierung die üblichen Kostenvorteile bringt (gut für Speicherbatterien); besser bei kalten Temperaturen (interessant bei Starter-Motoren); schwerer entflammbar (interessant bei E-Scootern, von denen in letzter Zeit auf Chinas Straßen so einige „selbst-entflammt“ in Brand geraten sind).

Vorerst nur für E-Scooter und Kleinfahrzeuge

Dass sich die Technologie momentan eher langsam durchsetzt, liegt zum einen an ihren Nachteilen gegenüber Lithium-Batterien. NIB haben eine geringere Energiedichte als Lithium-Batterien. Beim jetzigen Stand der Technik eignen sich NIB vorerst nur für Scooter, kleine E-Autos oder halt für Speicherbatterien, die man ruhig auch größer bauen kann und bei denen das Gesamtgewicht keine Rolle spielt. Erst wenn es neue technologische Durchbrüche gibt, was nicht auszuschließen ist, wären sie auch für Hybrid-Motoren und E-Antrieben in größeren Pkw denkbar.

Zum anderen verzögert sich die Kommerzialisierung auch deshalb, weil der Preis für Lithium wieder gefallen ist, der rund um die Covid-19-Epidemie kurzfristig stark in die Höhe geschnellt war. Auch das könnte sich jederzeit wiederholen, was NIB als Ergänzung des Portfolios von Batteriefirmen sehr interessant macht.

NIB hätten weiterhin „starkes kommerzielles Potenzial“, schreiben die CATL-Forscher in ihrem Bericht. Diese Einschätzung klingt allein schon deshalb glaubwürdig, weil sie durch die Entwicklung im Bereich der Batteriespeicher gedeckt ist, die wegen der raschen Adoption der künstlichen Intelligenz und des Bedarfs an Speicherkapazität für erneuerbare Energien (Peak Shaving) gerade einen Boom erleben.

Im Juni 2024 ist in der Provinz Hubei der „Datang-Hubei”-NIB-Energiespeicher gebaut und ans Netz angeschlossen worden. Im Mai dieses Jahres gab man den Bau der „Baochi-Energiespeicher-Station“ in der Provinz Yunnan in Auftrag. Sie wird eine Kapazität von 200 MW haben und integriert Lithium-Ionen-Batterien und NiB.

Nasenlänge vor Europa voraus?

Landesweit werden immer mehr Energiespeicher mit NIB geplant, seit die chinesische Regierung die Technologie in ihren Kanon der besonders vielversprechenden Zukunftstechnologien aufgenommen hat. Allein im vergangenen Jahr sind 27 neue NIB-Energiespeicher-Projekte mit einer Gesamtkapazität von 180 Gigawattstunden angekündigt worden, berichtet Gaogong Industrial Research.

Auch für Nischenmärkte wie Batterien für Roboter, Drohnen und Wearables sind Natrium-Ionen-Batterien interessant und erste Produkte kommen jetzt nach und nach auf den chinesischen Markt.

Chinesische Hersteller wie CATL oder HiNa setzen nicht allein auf NIB, forschen auch an anderen „neuen Generationen“ von Batterien wie etwa Festkörper-Batterien, nehmen NIB aber mit in ihren Produktmix auf und entwickeln sie weiter. Dahinter steckt nicht nur der potenziell stark wachsende Marktbedarf in der Zukunft, sondern auch ein strategisches Kalkül. Sollte irgendwann außerhalb Chinas irgendjemand auf die Idee kommen, dass man sich mit NIB von chinesischen Lithium-Ionen-Batterien oder australischen Lithium-Bergwerken unabhängig machen könnte, dann werden chinesische Batteriehersteller diese Technologie schon längst gemeistert, skaliert und kommerzialisiert haben.

Die globale Kapazität von Speicherbatterien mit Natrium-Ionen wird bis 2033 auf 500 GWh geschätzt, ist einer Prognose von Wood Mackenzie zu entnehmen. Da steht auch, dass dann voraussichtlich 90% dieser Kapazität in China stehen werden. Für ausländische Konkurrenten dürfte es ab jetzt immer schwerer werden, mit dieser Skalierung Schritt zu halten.

Fazit: Bei den Natrium-Ionen-Batterien positionieren sich chinesische Unternehmen gerade weitsichtig und mit nennenswerten Investitionen für einen potenziellen Milliardenmarkt und die dafür nötige Kommerzialisierung in großen Serien hat bereits begonnen. (se)

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