Batterieforum Deutschland 2018

Rede von Georg Schütte, Staatssekretär im Bundesministerium für Bildung und Forschung

Georg Schütte auf dem Batterieforum 2018 © BMBF/Hans-Joachim Rickel

Es gilt das gesprochene Wort!

Sehr geehrter Herr Dr. Straube,
sehr geehrter Herr Professor Winter,
meine sehr geehrten Damen und Herren,

ein Jahr ist es her, dass sich die Freunde und Unterstützer der Batterieforschung in Deutschland zu Ihrem mittlerweile traditionellen „Batterieforum Deutschland“ getroffen haben. Ich freue mich sehr, auch in diesem Jahr wieder bei Ihnen zu sein, um das spannende und sehr dynamische Thema der Batterie zu unterstützen.

Das „Batterieforum Deutschland“, das im Jahr 2013 mit Unterstützung des BMBF ins Leben gerufen wurde, hat sich als exzellente Plattform rund um die Batterie für den Austausch zwischen Akademia, Industrie und Politik etabliert, findet mittlerweile zum sechsten Mal statt und hat inzwischen seinen festen Platz im jährlichen Veranstaltungskalender gefunden. Das Batterieforum ist die erste Batterieveranstaltung im Jahr und bietet für alle die Gelegenheit, das vergangene „Batterie-Jahr“ zu reflektieren und zukünftige Entwicklungen zu diskutieren: Wie haben sich der Markt und die Wettbewerbssituation verändert? Welche Technologien nutzen wir morgen? Was können wir tun, um technologisch und wirtschaftlich im globalen Wettbewerb um die Energiespeicherung für Mobilität, Stromnetze oder Leistungsanwendungen im Industrie- und Unterhaltungselektronik-Bereich bestehen zu können? Das sind nach wie vor spannende Fragen für das sehr dynamische Thema und ich freue mich sehr, heute wieder mit dabei sein zu können.

Das spannende und gleichzeitig herausfordernde beim Batterieforum ist die Vielfalt des Teilnehmerkreises. Forscher, Materialhersteller, Anlagen- und Maschinenbauer, Komponenten-, Zell- und Batteriehersteller und natürlich auch Anwender aus den unterschiedlichsten Bereichen sind wieder zum Erfahrungs- und Knowhow-Austausch nach Berlin gekommen.

Die Interdisziplinarität und die Vernetzung der Akteure sind für ein schnelles Vorankommen bei der Batterie entscheidend. Nur durch die Zusammenarbeit und die Bündelung des Know-hows aus allen Teildisziplinen kann es gelingen, sichere und leistungsfähige Batterien am Standort Deutschland zu entwickeln und in die Anwendung zu bringen.

Mittlerweile auch schon Tradition ist das „high level“ BMBF-Industriegespräch zur Batterie am Vortag des Batterieforums, welches gestern stattgefunden hat, bei dem wir das Thema Batterie mit der Industrie entlang der Wertschöpfungskette diskutieren und schauen, ob wir mit unseren Initiativen „auf Kurs“ sind, oder ob wir gegensteuern müssen.

Insgesamt haben wir im letzten Jahr erfreuliche Entwicklungen gesehen. Lassen Sie mich jetzt schon vorwegnehmen: Es tut sich eine Menge, sowohl in Deutschland als auch auf europäischer Ebene.

Der interdisziplinäre Ansatz des Batterieforum schlägt sich auch im Programm des diesjährigen Batterieforums nieder. Das Programm greift die aktuellen Technologietrends auf und ordnet sie ein. Die Möglichkeiten, Chancen und Risiken einer Zellfertigung in Deutschland sind nach wie vor Dauerthemen. Ich bin zuversichtlich, dass wir, wie auch im letzten Jahr entscheidende Gespräche im Rahmen des Batterieforums führen können und wichtige Anregungen für die Weiterentwicklung der Batterie in Deutschland mit Ihren vielfältigen Anwendungen mitnehmen werden.

Ich danke Ihnen, lieber Herr Dr. Straube, lieber Herr Dr. Krausa und allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des KLiB für die gute Organisation der Veranstaltung und den Mitgliedern des Beirates „Batterieforschung Deutschland“ unter der Leitung von Herrn Professor Martin Winter für die thematische Ausgestaltung des Programms und die strategische Unterstützung des BMBF.

Meine sehr geehrten Damen und Herren,

die Batterie ist nach wie vor ein sehr „aufgeladenes“ Thema. In den letzten zehn Jahren ist der (Welt-)Markt für wieder aufladbare Batterien durchschnittlich um acht Prozent pro Jahr auf knapp 70 Milliarden US-Dollar gewachsen.

Das Wachstum im Segment der Lithium-Ionen-Batterien betrug im selben Zeitraum 23 Prozent pro Jahr und das Marktvolumen erreichte rund 23 Milliarden Dollar. Weltweit wurden bereits im Jahr 2016 Lithium-Ionen-Zellen in einer Größenordnung von 90 GWh (Giga Watt Stunden) hergestellt. Mittlerweile wird für Elektroautos erstmals mehr Batteriekapazität benötigt als für die Computer- und Unterhaltungselektronik. Das ist aus unserer Sicht erst der Anfang eines großen Nachfrageanstiegs, der perspektivisch auch die gesamte Zuliefererkette für die Elektromobilität verändern wird. Dabei sollten wir nicht aus dem Blick verlieren, dass auch andere wichtige Branchen auf Batterien angewiesen sind.

Für Medizingeräte, Gartengeräte- und Hochleistungswerkzeuge oder Industrieanwendungen werden ebenso leistungs-, bzw. energiestarke Batteriezellen benötigt. Auch für stationäre Anwendungen in den Stromnetzten und bei Photovoltaikanlagen oder Hausspeicheranwendungen werden in Zukunft Lithium-Ionen-Batterien eine starke Rolle spielen.

Ein Problem der Unternehmen in diesem Marktsegment ist jedoch, dass sie im Vergleich zu den Automobilkonzernen, obwohl Märkte im Milliarden-Bereich adressiert werden, „kleinere“ Abnehmer von Batteriezellen sind. Aufgrund der relativ geringen Abnahmemengen können diese Unternehmen zum Spielball der etablierten, meist asiatischen Zellhersteller werden, solange die Herstellungskapazitäten für Batteriezellen der Nachfrage hinterher laufen. Es existieren somit in Teilen bereits Versorgungsengpässe, die für die Unternehmen am Standort Deutschland nachteilig sind.

Eine mögliche Lösung ist in Sicht: Im Rahmen des Batterieforums im letzten Jahr hat sich eine Keimzelle aus Unternehmen der Chemiebranche, des Maschinen- und Anlagenbaus, Zulieferern und Anwendern gegründet. Das Ziel ist der Aufbau einer großskaligen, wettbewerbsfähigen Zellfertigung in Deutschland. Diese Initiative ist inzwischen konkreter geworden und hat zur Gründung des Unternehmens TerraE geführt. Das Ziel ist der Aufbau einer Zellfertigung nach dem sogenannten „Foundry-Modell“ (ähnlich der Fertigung bei der Mikroelektronik). So können perspektivisch unterschiedliche Zellchemien und -formate im Kundenauftrag gefertigt werden.

Auch bei VARTA Microbattery tut sich was. Das Unternehmen hat im letzten Herbst eine erfolgreiche Kapitalerhöhung durchgeführt. Die eingenommenen Mittel sollen für den Ausbau der Zellfertigung eingesetzt werden. Dass eine Massenfertigung für Batteriezellen in Deutschland grundsätzlich wettbewerbsfähig betrieben werden kann, wurde von VARTA und seinen Verbundpartnern in einem, vom BMBF geförderten Vorhaben GigaLiB gezeigt.

Auch Volkswagen und BMW haben im letzten Jahr über Aktivitäten zum Thema Zellfertigung berichtet. Volkswagen will eine erste Pilotfertigung für Batteriezellen in Salzgitter errichten. BMW hat im letzten Herbst den Grundstein für sein Kompetenzzentrum für Batteriezellen in München gelegt, um sich mit der Fähigkeit zu einer Großserienfertigung eine strategische Option zu schaffen.

Nach meiner festen Überzeugung müssen wir den Aufbau von Batteriezellfertigungen in Deutschland weiterhin anstreben. Der derzeitige massive Anstieg der Nachfrage von Batteriezellen eröffnet günstige Rahmenbedingungen für neue Anbieter. Allerdings ist dieses Fenster für den Einstieg zeitlich begrenzt und gilt für die aktuell eingesetzte Lithium-Ionen Technologie und deren Weiterentwicklung entlang der technologischen Roadmap, welche für einen Zeitraum von mindestens 10 Jahren definiert ist.

Eine Zellfertigung alleine reicht aber auf Dauer nicht aus, um auch zukünftig erfolgreich zu sein. Ein Aufbau einer Batteriezellfertigung in Deutschland muss durch den Aufbau eines kompletten Öko-Systems von Zulieferern der Sub-Komponenten der Zelle von mechanischen Komponenten wie Gehäuse, Ableiter, Aluminium- und Kupfer-Folien sowie Separatoren, Elektrolyten und schließlich den Aktivmaterialien begleitet werden.

Eine Nachhaltigkeit ist nur gegeben, wenn neben dem Aufbau der Fertigung parallel auch erheblich in den Aufbau eines entsprechenden Forschungs-Bereiches investiert wird und es einen klaren Plan zur Erreichung einer globalen Wettbewerbsfähigkeit gibt. Die kommerzielle Nachhaltigkeit erfordert auch eine globale Wettbewerbsfähigkeit bzgl. jeder Technologie, die zum gegebenen Zeitpunkt marktrelevant sein wird.

Die Sinnhaftigkeit eines Markteintritts ergibt sich aus den Rahmenbedingungen, insbesondere der Nachfrage und der technologischen und betriebs-wirtschaftlichen Konkurrenzfähigkeit, sowie dem Marktzugang. Ein Wechsel oder eine Weiterentwicklung der Technologie führt nicht zwangsweise zu günstigeren Rahmenbedingungen für den Markteintritt eines neuen Anbieters da der Technologiewechsel auch durch die etablierten Anbieter vollzogen wird. Bereits hieraus leitet sich ab, dass es aus volkswirtschaftlicher Sicht nicht sinnvoll ist, auf einen wie auch immer gearteten Technologiesprung (Beispiel Festkörper-Batterie) zu warten. Dadurch geht wertvolle Zeit in einem sich schnell entwickelnden Markt verloren. Je etablierter die Marktstrukturen sind und umso gefestigter die Kunden-Lieferanten Beziehungen sind, umso schwieriger wird der Markteintritt für einen neuen Anbieter. Der Eintritt in einen dann gefestigten Markt ist nur über deutliche Funktions- und/oder Kostenvorteile möglich, die aus dem Stand schwer zu erreichen sein werden.

Aufgrund der starken Nachfrageseite und dem Ausbau von Zellproduktionskapazitäten kommt dem Thema Rohstoffe besondere Bedeutung zu. Die deutsche Industrie steht zur Sicherung der künftigen Rohstoffversorgung in allen Branchen vor der Herausforderung, mit den verfügbaren Ressourcen nachhaltig umzugehen.

Bisher dominieren eher klassische effizienzsteigernde Maßnahmen, die die Herstellungsprozesse optimieren, aber auch neue Techniken und Materialien kommen zum Einsatz. Entscheidend für weitere Steigerungen der Ressourceneffizienz wird künftig das Denken in kompletten Kreisläufen sein, indem der gesamte Lebenszyklus einer Ressource – von der Bereitstellung (Extraktion/Aufbereitung) über ihre Nutzung (Produktion/Konsum) bis hin zur wiedergewinnenden Nachsorge – betrachtet wird.

Neben dem Recycling und der verstärkten Nutzung von Sekundärrohstoffen spielt auch die Substitution von kritischen Materialien (beispielsweise Kobalt) eine wesentliche Rolle. Für das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien gibt es bereits vielfältige Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten und auch Erfahrungen bei der industriellen Umsetzung, allerdings konzentrieren sich die Methoden bisher vor allem auf die Wiedergewinnung von Kobalt und Nickel, die zum einen teuer sind und im Falle von Kobalt unter zum Teil schwierigen Verhältnissen gewonnen werden. Hier bieten beispielsweise Kobalt-freie Materialien eine Lösungsmöglichkeit, die sich aktuell in der Forschung befinden.

Die Verfügbarkeit kritischer Rohstoffe und deren Recycling bzw. die Betrachtung über den gesamten Lebenszyklus einer Batterie sollen und müssen bei der Batteriezellproduktion in Deutschland mitgedacht werden (Stichwort: Grüne Batterie). Das kann ein entscheidender Wettbewerbsvorteil sein.

Für die Wettbewerbsfähigkeit des Batterie Standortes Deutschlands ist es wichtig, dass die Wertschöpfungskette geschlossen wird und dass wir diese als umfassendes Öko-System unter Einbindung der relevanten Akteure verstehen müssen.

Aufgrund des hohen Automatisierungsgrads ist die Anzahl direkter Arbeitsplätze in einer Batteriezellfertigung begrenzt. Aber jeder Zellhersteller wird daran interessiert sein, standortnah die beste Maschinen- und Anlagentechnik sowie kurzfristig den notwendigen Service zu erhalten. Daher ist klar, dass eine Batteriezellfertigung in Deutschland auch auf andere Branchen eine große Ausstrahlung hat. Durch das vorhandene Knowhow im Bereich der Sensorik, der Digitalisierung und innovativen Fertigungsprozessen hat Deutschland auch gegenüber anderen Regionen einen deutlichen Mehrwert zu bieten. Bei der Ausbildung unserer Fachkräfte belegen wir weltweit sogar Spitzenpositionen. Nach Analyse der NPE wurden in einem Quervergleich der Standortfaktoren für Deutschland in einem „Best-Case-Szenario“ ähnliche Bewertungen wie Korea, Polen und den USA erreicht. Beispielsweise wurden wesentliche Vorteile in Polen im Bereich der Personalkosten, Steuern und Subventionen gesehen, wogegen Deutschland bei der logistischen Leistungsfähigkeit sowie der Forschungslandschaft als deutlich besser eingeschätzt wurde.

In Gesprächen mit asiatischen Zellherstellern wurde uns auch signalisiert, dass ein Standort in Deutschland durchaus eine realistische Option ist und ein funktionierendes und gut aufgestelltes Öko-System genutzt und eingebunden würde. Sofern es gelingt, die Anbindung an lokale Zulieferer und die lokale FuE-Landschaft zu gewährleisten, halte ich auch die Ansiedelung von Fertigungsstätten asiatischer Hersteller in Deutschland für einen gangbaren Weg.

Sie sehen, es tut sich zurzeit eine Menge!

Auch auf europäischer Ebene: Der Vizepräsident der europäischen Kommission Maros Sefkovic hat Ende letzten Jahres zu einer europäischen Batterie-Allianz aufgerufen, die wir sehr begrüßen. Hierzu sind wir, gemeinsam mit dem BMWi im Dialog mit der europäischen Kommission.

Das BMBF unterstützt die Batterie und die Etablierung des forschungsseitigen Öko-Systems seit 2008 mit vielfältigen und auf den Bedarf der Forschung und Industrie zugeschnittenen Initiativen. Beispielsweise unterstützen wir mit dem Kompetenzcluster zur Batteriezellproduktion „ProZell“ den Know-how Aufbau und die Vernetzung der für das Thema relevanten Akteure. Mit der Fördermaßnahme „Batterie 2020“ unterstützen wir die Industrie, um relevante Fragestellungen mit den Hochschulen und Forschungseinrichtungen voranzutreiben und auch ganz neue Konzepte zu entwickeln. Auch streben wir nachhaltige strategische Kooperationen mit wichtigen Partnerländern, wie beispielsweise Israel, Japan, Taiwan und der USA an. Insgesamt haben wir die unterschiedlichen Initiativen zur Batterie seit 2008 mit rund 450 Mio. Euro unterstützt.

Ich kann ihnen versprechen, dass wir damit noch nicht am Ende angelangt sind. Auch in Zukunft werden wir die Batterieforschung weiter in besonderem Maße unterstützen. Aus Sicht der Industrie ist davon auszugehen, dass mehrere Batteriesysteme mit unterschiedlichen Zellchemien parallel am Markt verfügbar sein werden. Zum einen werden verschiedene Applikationen von Batterien auch unterschiedliche Batteriesysteme benötigen. Zum anderen werden Zellfertiger erst dann ihre Produktion auf neue Systeme umstellen, wenn sie deutlich leistungsstärker und kostengünstiger herstellbar sind.

Daher orientiert sich unsere Forschungsstrategie an vier wesentlichen Handlungssträngen, die parallel verfolgt werden:

  • 1. Wir werden die aktuelle Lithium-Ionen-Technologie auf Basis von Systemen mit flüssigen Elektrolyten fördern. Diese Batteriesysteme werden noch mindestens eine Dekade die Batterietechnologie beherrschen. Ob revolutionäre Systeme tatsächlich das halten, was erwartet wird, ist noch nicht klar. Daher ist die evolutionäre Weiterentwicklung und kontinuierliche Verbesserung der auf Flüssigelektrolyten basierten Technologien eine notwendige aber auch vielversprechende Aufgabe. Es gilt, dass Knowhow hinsichtlich der Materialien, der Prozesse und der Zellfertigung zu verbessern. So eröffnen sich für Hersteller von Materialien, Maschinen und Anlagen sowie Automatisierungs- und Prozesstechnik neue Chancen am Markt.
  • 2. Wir werden die Festkörper-Batterie verstärkt fördern. Diesen Batteriesystemen werden bedeutende Chancen, beispielsweise in Punkto Energiedichte, Schnellladefähigkeit und Sicherheit vorausgesagt und einige Unternehmen denken ja bereits intensiv über einen Einstieg in eine Zellfertigung nach, sobald die Technologie reif dafür ist. Erste Festkörperbatterien aus einer Massenfertigung werden selbst von asiatischen Herstellern erst um das Jahr 2025 prognostiziert. Allerdings: Wenn man den öffentlichen Diskussionen folgt, könnte der Eindruck entstehen, dass es kaum noch Hürden zur Einführung gebe und der heilige Gral gefunden sei. Doch dieser Eindruck täuscht. Viele Fragen zu Feststoffbatterien und zu den notwendigen Festelektrolyten sind noch zu klären. Eine umfassende kritische Bewertung von Feststoffbatteriekonzepten steht noch aus. Sie wird vor allem dadurch behindert, dass viele der diskutierten Festelektrolyte nicht in ausreichenden Mengen verfügbar sind. Komponenten für flüssige Elektrolyten können heute weitgehend kommerziell erworben werden, Komponenten für Festelektrolyte hingegen nicht. Dies schließt auch die Entwicklung geeigneter Prozesse zur Verarbeitung von Festelektrolyten in Batteriezellen ein. Man kann also sagen: die Hoffnung auf den Vorteil der Feststoffbatterien ist gerechtfertigt, bewiesen ist der Vorteil noch nicht.

Für diese Technologien brauchen wir eine entsprechende Bewertungskompetenz und den Fokus auf eine industrielle Umsetzbarkeit.

Neben den vielen Projekten, die das BMBF bereits zu dem Thema fördert hat sich gezeigt, dass wir noch mehr tun müssen, um uns perspektivisch einen Wettbewerbsvorteil für die Industrie erarbeiten zu können. Wir wollen daher in diesem Jahr eine neue Initiative zur Festkörper-Batterie starten, die unter anderem die Festkörperelektrolyte und den Zellbau im Blick hat.

  • 3. Wir werden auch weiterhin alternative Batterietechnologien jenseits von Lithium- und Natrium unterstützen. Die meisten dieser Systeme befinden sich noch im Stadium der Grundlagenforschung und nicht alle werden den Weg in die Anwendung schaffen. Trotzdem werden wichtige Erkenntnisse erzielt, die auch für andere Systeme nützlich sein werden.
  • 4. Wir unterstützen eine europäische Batterie-Allianz und wollen die deutschen Kompetenzen aktiv einbringen. Wir wollen die Möglichkeiten nutzen, die uns erst auf der europäischen Ebene zur Verfügung stehen. Mit dem Instrument der „Wichtigen Vorhaben von gemeinsamem europäischem Interesse“ (IPCEI: Important Project of Common European Interest) hat die Europäische Kommission die Möglichkeit eröffnet, innovative Hightech-Investitionen von europäischer Bedeutung unter besonderen Voraussetzungen zu ermöglichen. Vor diesem Hintergrund wollen wir, gemeinsam mit dem BMWi eine europäische Batterieallianz unterstützen, um den Weg für die deutsche Industrie zu ebnen. Hierzu ist es wichtig, dass sich die Industrie klar positioniert und wir gemeinsam mit einer Stimme gegenüber Brüssel sprechen.

Forschungsseitiges Kernstück für das Öko-System Batterie soll eine „Forschungsfabrik Batterie“ werden, die ähnlich wie bei der Mikroelektronik als forschungsseitiger deutscher Beitrag und Bestandteil des noch zu diskutierenden IPCEI in die Allianz eingebracht werden soll.

Mit der „Forschungsfabrik Batterie“ als Dachkonzept wollen wir die vorhandene Forschungslandschaft weiterentwickelt und die Industrie unterstützen. Im Rahmen der Forschungsfabrik soll die notwendige Kompetenz erarbeitet werden, um die industrielle Zellherstellung bei der Umsetzung des Foundry-Konzeptes zu unterstützen, eine entsprechende Hochskalierung zu demonstrieren und den Transfer auf die realen Produktionsanlagen sicherzustellen. Die Forschungsfabrik soll zunächst für flexible Zellkonzepte mit flüssigem Elektrolyten konzipiert werden. Im weiteren Verlauf soll die Forschungsfabrik für Festkörpersysteme weiterentwickelt werden und insgesamt auch für die Ausbildung von Wissenschaftlern und Fachkräften genutzt werden. Der Vorsitzende des Beirates Batterieforschung Deutschland, Herr Prof. Dr. Winter, der Sprecher des Kompetenzclusters ProZell, Herr Prof. Dr. Kwade und Herr Prof. Dr. Henning von der FhG wurden mit der Ausarbeitung eines ersten Konzept betraut.

Für die zuvor genannten Handlungsfelder verfolgt das BMBF einen ganzheitlichen Ansatz. Wir werden, ausgehend von den Materialien auch die Aspekte Zelldesign, Prozesse, Produktion, Sicherheit, Recycling, Materialverfügbarkeit und schlussendlich auch eine Kosten- und Umsetzungsperspektive integrieren.

Meine sehr geehrten Damen und Herren,

wir wollen auf die bereits gut entwickelten Strukturen der Forschungslandschaft aufbauen, um zukünftig noch schneller voran zu kommen, denn für die industrielle Umsetzung ist der Faktor Zeit von entscheidender Bedeutung. Um es mit den Worten des ehemaligen amerikanischen Präsidenten John F. Kennedy zu sagen: „Wir müssen die Zeit als Werkzeug benutzen, nicht als Couch.“ Wir müssen weiter dran bleiben!

Das BMBF unterstützt auch weiterhin die Batterie „Made in Germany“ in besonderem Maße und wir müssen weiter in Forschung und Entwicklung investieren. Schlussendlich kommen die Ideen und Projekte aber von Ihnen! Die Politik kann die Weichen richtig stellen und die Rahmenbedingungen setzen. Ihre Ideen machen Deutschland erst wettbewerbsfähig – auch in einem harten internationalen Wettbewerb. Die Konkurrenz ist groß, aber wenige Länder können auf eine solch breite Forschungslandschaft zurückgreifen, darum beneiden uns viele Länder.

In diesem Sinne wünsche ich Ihnen und uns allen viele fruchtbare Diskussionen und Gespräche und hoffe, dass vom Batterieforum 2018 wieder wichtige Impulse für die weitere erfolgreiche Entwicklung des Batteriestandortes Deutschland ausgehen.

Vielen Dank!