Das Herzstück der Elektromobilität
Elektro-Fahrzeuge gehen mit einer schlechteren CO2-Bilanz an den Start als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor – ihr CO2-Fußabdruck ist etwa 1,5 Mal so groß. Das liegt daran, dass die Produktion der Hochvolt-Batteriezellen viel Energie kostet: Etwa ein Drittel der insgesamt für die Fertigung benötigten Energie wird dafür gebraucht, insbesondere weil Rohstoffe flüssig aufgetragen und aufwendig getrocknet werden müssen. Die Lösung heißt: konsequente Nutzung von Grünstrom. Genau das tut Volkswagen – und berücksichtigt für ein ganzheitlich klimaschonendes Batteriesystem auch die Art der späteren Aufladung und Verwertung.
Legende
Volkswagen
Wrocław, Polen
80 Prozent CO₂ sparen
Die Fertigung von Hochvolt-Batteriezellen kostet sehr viel Energie: Rund ein Drittel der CO₂-Emissionen, die bei der Fertigung eines Elektroautos entstehen, stammen aus diesem Produktionsschritt. Das liegt vor allem daran, dass Werkstoffe flüssig auf eine Folie aufgebracht und dann getrocknet werden müssen. In Summe entstehen dadurch bei der Herstellung eines Elektroautos im Schnitt 1,5-mal mehr CO₂-Emissionen als bei einem Fahrzeug mit Benzin- oder Dieselmotor. Doch nutzt man für die Herstellung der Batteriezellen konsequent Grünstrom, lassen sich über 80 % der Emissionen bei der Fertigung von Hochvolt-Batteriezellen vermeiden.
Genau das tut Volkswagen: Die Batteriezellen für den ID.3 liefert das koreanische Unternehmen LG Chem aus einer Fertigungsstätte im polnischen Wrocław. Schon vor Beginn der Lieferung hat Volkswagen mit LG Chem vereinbart, dass für die Fertigung der Batteriezellen ausschließlich zertifizierter Grünstrom genutzt wird.
Nach den guten Erfahrungen und aufgrund der positiven Klimawirkung hat die Konzern Beschaffung eine neue Vergaberichtlinie entwickelt. So dürfen heute im Volkswagen Konzern nur noch mit Grünstrom produzierte Batteriezellen eingekauft werden. Lieferanten müssen vor der Vergabe einen entsprechenden Nachweis liefern. So kommen die Batteriezellen mit einem um 80 % geringeren CO₂-Fußabdruck ins Werk nach Zwickau. Und da Volkswagen diesen Fußabdruck der nicht vermeidbaren CO₂-Emissionen durch Investitionen in Klimaschutzprojekte kompensiert, kann das Fahrzeug bilanziell CO₂-neutral an den Kunden übergeben werden.
Volkswagen AG
Skellefteå, Schweden
Gigafactories für klimaschonende E-Mobilität
Hier im schwedischen Skellefteå entsteht die erste von 6 neuen Gigafabriken, mit denen Volkswagen den steigenden Bedarf an Batteriezellen abdecken wird. Die Produktion soll 2023 starten und auf bis zu 40 GWh Jahreskapazität ausgebaut werden. Eine zweite Fabrik dieser Größenordnung soll in Salzgitter entstehen, weitere in Süd- und Osteuropa. Insgesamt sollen die 6 neuen Werke, für die Volkswagen mit dem schwedischen Unternehmen northvolt kooperiert, Zellen mit einer Kapazität von 240 GWh pro Jahr produzieren.
Das stellt einerseits die Versorgung sicher, hat aber auch einen positiven Effekt für das Klima. Denn durch die hohe Produktionskapazität, Synergien der Werke untereinander und vor allem einen neuen standardisierten Zelltyp werden die Batteriezellen deutlich günstiger. Innovative Produktionsmethoden und konsequentes Recycling sollen die Kosten für Batteriesysteme weiter reduzieren, sodass diese letztlich deutlich unter 100 Euro pro kWh liegen. Dadurch wird klimaschonende Elektromobilität für möglichst viele Menschen attraktiv und bezahlbar. Und damit trägt Volkswagen aktiv dazu bei, die Klimaschutz-Ziele des Green Deals der Europäischen Union zu erreichen.
Volkswagen
Braunschweig, Deutschland
Grüne Batterie-Logistik
Batteriezellen für die Elektrofahrzeuge ID.3 und ID.4 lässt Volkswagen bereits komplett mit Grünstrom fertigen. Seit Ende 2020 ist auch deren Transport noch klimaschonender. Möglich machen das eine grüne Logistikkette und modernste Automatisierungstechnik.
Die mit Grünstrom gefertigten Batteriezellen werden mit der Bahn beim Lieferanten im polnischen Wrocław abgeholt und zunächst in das Braunschweiger Werk der Volkswagen Group Components gebracht. Dabei nutzt DB Cargo in Deutschland 100 % Ökostrom. In Braunschweig werden die Zellen vollautomatisch vom Zug abgeladen und mit Elektro-Lkw in die Werkshalle transportiert, wo sie zu kompletten Batteriesystemen montiert werden. Danach werden sie vollautomatisch auf Waggons geladen und auf der Schiene ins Werk Zwickau transportiert. Auch dabei kommt regenerativ erzeugter Strom zum Einsatz.
Die Be- und Entladeanlagen in Zwickau und das Gegenstück in Braunschweig gelten als die modernsten ihrer Art in der Industrie. Der hohe Automatisierungsgrad ist eine wichtige Voraussetzung für die effiziente Batteriemontage an deutschen Standorten.
In Summe sorgen diese Maßnahmen dafür, dass die CO₂-Emissionen im Vergleich zum herkömmlichen Transport per Lkw um rund 11.000 Tonnen sinken. Das entspricht den jährlichen CO₂-Emissionen einer Ortschaft mit rund 1.000 Einwohnern. Ein wichtiger Beitrag zur CO₂-neutralen Großserienfertigung von Elektroautos.
Volkswagen Group Components
Wolfsburg, Deutschland
Schneller laden
Zwischendurch schnell mal aufladen und gleich wieder unterwegs sein – diesen Traum jedes Elektroautofahrers rückt die innovative DC-Wallbox der Marke Volkswagen Group Components in greifbare Nähe. Sie lädt mit Gleichstrom bis zu 22 kW doppelt so schnell wie mit Wechselstrom. Dabei fließt der Strom direkt in die Antriebsbatterie, unabhängig vom integrierten Onboardcharger. Die Ladeleistung des Fahrzeugs steht der turboschnellen Beladung also nicht mehr im Wege …
Mehr noch: Die DC-Wallbox soll auch bidirektionales Laden ermöglichen. Dabei kann der Strom in zwei Richtungen fließen und bei Bedarf wieder an das Netz abgeben werden. Damit wird das Elektrofahrzeug zum Energiespeicher für das eigene Haus oder zum Puffer für das Stromnetz.
Derzeit läuft die Pilotphase an den Werksstandorten Wolfsburg, Braunschweig, Hannover, Salzgitter und Kassel mit zunächst 20 DC-Wallboxen. Die dabei gewonnenen Praxiserfahrungen helfen bei der zügigen Weiterentwicklung zur Serienreife.
ID.4 1ST Edition (150 kW) - Stromverbrauch kombiniert in kWh/100 km (NEFZ): 16,2; CO₂-Emission in g/km: 0; Effizienzklasse: A+
Volkswagen Group Components
Wolfsburg, Deutschland
Hilfsbereiter Roboter
Der Prototyp eines mobilen Laderoboters ist eines der visionären Konzepte, mit dem Volkswagen Group Components die Ladeinfrastruktur in den nächsten Jahren erweitern will. Die Aufgabe des Robis: vollautonomes Laden von Fahrzeugen in begrenzten Parkräumen.
Der Laderoboter – gestartet via App oder Car-to-X-Kommunikation – steuert eigenständig das zu ladende Fahrzeug an und kommuniziert mit ihm. Vom Öffnen der Ladeklappe über das Anschließen des Steckers bis hin zum Entkoppeln. Der gesamte Vorgang läuft ohne menschliche Beteiligung. Zukünftig soll man also zum Beispiel einfach in eine Tiefgarage einfahren können und der Roboter kommt von allein angefahren und lädt das Elektroauto während der Parkzeit wieder auf.
Um mehrere Fahrzeuge gleichzeitig laden zu können, bringt der mobile Roboter einen Anhänger als fahrbaren Energiespeicher zum Fahrzeug gleich mit, schließt diesen an und lädt damit die Batterie des Elektrofahrzeugs auf. Der Roboter kümmert sich anschließend um das Laden weiterer Fahrzeuge. Ist der Service beendet, holt er den mobilen Energiespeicher eigenständig ab und bringt ihn zurück zur zentralen Ladestation.
Volkswagen
Salzgitter, Deutschland
Aus alt mach neu
In der Batterie eines Elektroautos stecken viele wertvolle Rohstoffe: Lithium, Nickel, Mangan und Kobalt sowie Aluminium. Diese zu fördern und daraus eine Hochvolt-Batterie herzustellen, kostet viel Energie – und das belastet das Klima. Deshalb hat Volkswagen eine Anlage für das Recycling ausgedienter Hochvolt-Batterien in Betrieb genommen. Damit können über 90 % einer ausgedienten Fahrzeugbatterie erneut genutzt werden.
Als Erstes entladen und demontieren die Recycling-Experten in Salzgitter die alten Batteriesysteme. Ein Schredder zerreibt sie danach zu Granulat. Dabei wird neben Aluminium und Kupfer vor allem das „Schwarze Pulver“ gewonnen, das Lithium, Nickel, Mangan und Kobalt sowie Grafit enthält. Diese Stoffe lassen sich mit Wasser und chemischen Mitteln voneinander trennen. Vorteil: Es ist kein energetisch aufwendiges Einschmelzen im Hochofen erforderlich.
Die Anlage kann derzeit rund 3.600 Batteriesysteme pro Jahr recyceln. Jede recycelte 62-kWh-Batterie spart der Atmosphäre rund 1,3 t CO₂-Emissionen.
Volkswagen meint es ernst
Mit den 6 Gigafactories, die in Europa entstehen, wird das Unternehmen Zellen mit einer Kapazität von 240 GWh pro Jahr produzieren können. Eine zentrale Herausforderung ist die Rohstoffversorgung, vor allem mit Lithium und Kobalt. Hier arbeitet der Konzern daran, den Anteil von Kobalt in den Batterien zu reduzieren. Der Anteil dieses Rohstoffs soll von zurzeit 12 bis 14 % (Gewichtsanteil in der Kathode) auf 5 % sinken.
Volkswagen arbeitet außerdem an der Entwicklung kobaltfreier Batteriezellen. Feststoff-Batterien können die Lebensdauer der Batterien verlängern und den Lithium-Bedarf reduzieren. Auch innovative Recycling-Konzepte tragen dazu bei. Darüber hinaus engagiert sich Volkswagen für eine umweltgerechte und sozial verantwortungsvolle Gewinnung dieser Rohstoffe, beispielsweise in der Responsible Minerals Initiative, der Global Battery Alliance oder mit eigenen Blockchain-Konzepten, die Lieferketten einfacher und transparenter machen.
Volkswagen
Washington, D.C., USA
Ladepunkte für Amerika
Das Ladetempo an der Stromtankstelle ist ein entscheidender Faktor, wenn es um den Ausbau der klimaschonenden Elektromobilität geht. In den USA baut Volkswagen dazu mit der Tochterfirma Electrify America ein Netz mit Schnellladestationen auf. Seit dem Start des Unternehmens kommen durchschnittlich pro Woche vier Ladestationen hinzu, aktuell sind es bereits über 2.200 Ladepunkte an mehr als 500 Stationen. Bis Ende 2021 soll es rund 800 Standorte mit rund 3.500 Ladepunkten geben.
Das Schnellladenetz erstreckt sich dabei entlang von zwei stark frequentierten Korridoren. Die „Cross-Country-Route #1“ führt über rund 4.300 km durch 11 Bundesstaaten zwischen Los Angeles und Washington D.C. Durchschnittlich alle 112 km steht Autofahrern dabei eine Ladestation von Electrify America zur Verfügung. Die „Cross-Country-Route #2“ verläuft im Süden des Landes und führt von Florida entlang der Golf-Küste durch Texas und bis nach San Diego.
2017 wurde Electrify America in Folge der Dieselkrise gegründet. In einem Vergleich hatte sich Volkswagen seinerzeit verpflichtet, zwei Milliarden US-Dollar in den Aufbau eines Ladenetzes für Elektroautos zu investieren.
Porsche
Berlin, Deutschland
Turbo-Lader
Rund 55 l Diesel oder Benzin können beim Tanken pro Minute durch den Rüssel einer Zapfpistole strömen. Deshalb dauert es meist auch nur eine knappe Minute, bis ein Mittelklasse-Fahrzeug wieder vollgetankt ist. Schon bald könnte das „Betanken“ eines Elektrofahrzeugs ähnlich fix gehen: Das Forschungsprojekt FastCharge jedenfalls hat entsprechende Ultra-Schnellladestationen vorgestellt. Daran angeschlossen erreichte ein Porsche Forschungsfahrzeug mit einer Netto-Batteriekapazität von zirka 90 kWh eine Ladeleistung von über 400 kW und Ladezeiten von unter drei Minuten für die ersten 100 km Reichweite.
Im Rahmen des Forschungsprojektes FastCharge wird untersucht, welche technischen Voraussetzungen bei Fahrzeugen und Infrastruktur erfüllt sein müssen, um die extrem hohen Ladeleistungen einsetzen zu können. Je nach Fahrzeugmodell kann die neue, kostenfrei nutzbare Ultra-Schnellladestation sowohl für Autos mit 400-Volt- als auch 800-Volt-Batteriesystemen eingesetzt werden. Die jeweils bereitgestellte Ladeleistung passt sich automatisch der maximal zulässigen Ladeleistung des Fahrzeugs an.