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Produkt-Roadmap zeigt erstmalig Anwendungsbreite und Marktchancen von Lithium-Ionen-Batterien auf

27.02.2012 - (idw) Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI)

Ob Elektro-Zweiräder, Hybrid- oder rein elektrisch betriebene Pkw, elektrifizierte Lkw, Boote, Nutzfahrzeuge oder dezentrale und zentrale stationäre Anwendungen - die potenziellen Anwendungsmöglichkeiten und spezifischen Anforderungen an Hochleistungsbatterien im Kontext der Verwirklichung von Elektromobilität sind so vielfältig wie die Entwicklungen der eingesetzten Batteriematerialien und -typen. Die Produkt-Roadmap Lithium-Ionen-Batterien 2030 des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung ISI nimmt diese potenziellen Zukunftsmärkte ins Visier und zeigt in einer neuen Broschüre Entwicklungspfade und Abhängigkeiten in einer vielfältigen Anwendungslandschaft auf. Das Fraunhofer ISI begleitet die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gegründete Innovationsallianz Lithium Ionen Batterie LIB 2015 seit 2009 mit einem Roadmapping. Bereits 2010 erschien die Technologie-Roadmap Lithium-Ionen-Batterien 2030, in welcher die technologischen Entwicklungstrends hinsichtlich Batteriematerialien, -komponenten und aussichtsreicher Zelltypen untersucht wurden. In der aktuellen Broschüre steht nun die Marktseite im Vordergrund: In der Produkt-Roadmap sind potenzielle Anwendungsmöglichkeiten für Lithium-Ionen-Batterien erfasst sowie Anforderungen an die verschiedenen Leistungsparameter über die einzelnen Einsatzfelder hinweg graphisch dargestellt. Als wichtige Faktoren und Treiber für die Marktentwicklung werden Aspekte der staatlichen Regulierung, Standardisierung, Infrastruktur und Kundenakzeptanz betrachtet.

(Elektro-)Mobile und stationäre Anwendungen können in der Energiespeicherentwicklung voneinander profitieren
Lithium-Ionen-Batterien lassen sich bereits heute in vielen Anwendungen finden. So kommen sie vor allem in der Konsumelektronik zum Einsatz, aber auch im Bereich der Elektrozweiräder sind sie bereits etabliert. Die vorliegende Roadmap unterteilt die unterschiedlichen Anwendungsfelder entsprechend der Leistungsgrößen der verwendeten Batterie. Es werden Entwicklungspfade von Zweirädern über die in der Öffentlichkeit aktuell am intensivsten diskutierten Elektroautos bis hin zu Booten, Bussen und Traktoren sowie dezentralen und zentralen stationären Anwendungen verfolgt. Es zeigt sich, dass die erwartete Markteinführung und -diffusion kleiner bis großer Energiespeicherklassen für unterschiedliche Anwendungen nicht unabhängig voneinander verläuft, sondern vielmehr aufeinander aufbaut. Somit könnten Erfahrungen beispielsweise aus der Einführung der Elektrozweiräder und Hybrid-Elektromobile künftig auch auf vollelektrisch betriebene Elektromobile und Kleintransporter übertragen werden und die Erschließung neuer Märkte erleichtern, so Projektleiter Dr. Axel Thielmann vom Fraunhofer ISI.

Die Anforderungen an die Batterien können von Anwendung zu Anwendung unterschiedlich ausfallen. Batterien für Hybridfahrzeuge benötigen zum Beispiel eine hohe Leistungsdichte, für rein batteriebetriebene Fahrzeuge hingegen eine hohe Energiedichte. In stationären Anwendungen wiederum dominieren die Kostenaspekte. Durch eine steigende Produktion von Elektrofahrzeugen und dadurch erzielbare Skaleneffekte könnten Lithium-Ionen-Batterien bald auch für neue Marktsegmente kostengünstiger und damit wettbewerbsfähig hergestellt werden. Geeignete Rahmenbedingungen sind gerade in dieser Phase des Markthochlaufs entscheidend.

Für die Marktentwicklung der Lithium-Ionen-Batterien für Elektromobile und stationäre Anwendungen wird es besonders im Zeitraum bis 2020 eine große Rolle spielen, welche Ansätze zur Regulierung und Gesetzgebung verfolgt werden, betont Prof. Dr. Martin Wietschel, Koordinator des Themenfelds Elektromobilität am Fraunhofer ISI. Im Allgemeinen ist der Trend in Richtung umweltfreundliche Regulierungsmaßnahmen klar ersichtlich. Offene Fragen bestehen aber unter anderem im Bereich der Transportbestimmungen für Lithium-Ionen-Batterien mit Wirkung auf Aspekte wie Standortentscheidungen für die Batterieproduktion und damit auch Beschäftigung und Wertschöpfung. Aber auch die Entwicklung von Normen und Standards ist vor einem eher kurzfristigen Zeithorizont von großer Bedeutung.

Die beiden vorliegenden Technologie- und Produkt-Roadmaps sind miteinander integrierbar und sollen bis zum kommenden Jahr in einer Gesamt-Roadmap Lithium-Ionen-Batterien 2030 zusammengeführt werden. Nähere Informationen sowie die Roadmap zum Download finden Sie unter http://www.isi.fraunhofer.de/prm-libroad.php.

Das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI analysiert Entstehung und Auswirkungen von Innovationen. Wir erforschen die kurz- und langfristigen Entwicklungen von Innovationsprozessen und die gesellschaftlichen Auswirkungen neuer Technologien und Dienstleistungen. Auf dieser Grundlage stellen wir unseren Auftraggebern aus Wirtschaft, Politik und Wissenschaft Handlungsempfehlungen und Perspektiven für wichtige Entscheidungen zur Verfügung. Unsere Expertise liegt in der breiten wissenschaftlichen Kompetenz sowie einem interdisziplinären und systemischen Forschungsansatz.


Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI
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76139 Karlsruhe

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