Fraunhofer ISI veröffentlicht Roadmap zu alternativen Batteriekonzepten

Lithium-Ionen-Batterien dominieren den Markt, die globale Nachfrage erreicht 2023 ein Volumen von fast einer Terawattstunde. Vor allem wegen der Elektromobilität wird sich der Bedarf in den nächsten Jahren noch vervielfachen. Angesichts der globalen Batterie-Ökosysteme wirft das Fragen nach geopolitischen Abhängigkeiten Deutschlands und Europas auf, etwa mit Blick auf Zugang zu Rohstoffen, Batteriezellen und Lieferketten.

Das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI hat daher nun untersucht, ob und welche alternativen Batterietechnologien helfen könnten, solche Abhängigkeiten zu verringern und zugleich ökonomische, ökologische oder technologische Vorteile gegenüber den Lithium-Ionen-Batterien zu erzielen.

In einer Roadmap betrachten die Fraunhofer-Forscher alternative Batterietechnologien – insbesondere ausgewählte Metall-Ionen-, Metall-Schwefel-, Metall-Luft- und Redox-Flow-Batterien – für den Zeitraum bis 2045. Dabei nehmen sie technologische Vorteile, künftige Anwendungsgebiete, Märkte und Lieferketten, die Position Europas sowie die Kosten und die industrielle Skalierbarkeit ins Visier. Auch zeigt die Roadmap Handlungsfelder für die EU und Deutschland in Hinblick auf Technologiesouveränität auf. Die Roadmap ist kostenlos abrufbar.

Fazit: Alternativen können in einigen Märkten Abhängigkeiten reduzieren

Darin zieht das Autorenteam der Roadmap das Fazit, dass Lithium-Ionen-Batterien auch weiterhin den Markt dominieren werden. In einigen Märkten und Anwendungen könnten aber ausgewählte alternative Batterietechnologien bei Rohstoff-, Produktions- und Lieferabhängigkeiten entlasten und damit zur Technologiesouveränität beitragen. Dafür seien aber weitere Anstrengungen im Bereich Forschung und Entwicklung in Deutschland sowie der EU notwendig – und lohnenswert.

Annegret Stephan, wissenschaftliche Koordinatorin der Roadmap am Fraunhofer ISI, weist zudem auf den Unterstützungsbedarf seitens der Politik hin, um das Potenzial alternativer Batterietechnologien zu erschließen: „Gerade in der Anfangsphase, in der die zukünftige Marktentwicklung noch unge­wiss ist, können Anreize für die Indus­trie hilfreich sein“, erklärt sie. Ein ganzheitlicher politischer Ansatz, der die gesamte Lieferkette, die Grundlagenforschung zu technologiespezifischen Fragen, Patenten, Produktionsprozessen, die Sicherung von Ressourcen und die Perspektiven von Endnutzenden berücksichtigt, sei hier essentiell. Dieser Ansatz sollte neben großen Unternehmen auch KMUs und Start-ups einbeziehen.

Dem Autorenteam zufolge ist ein solch ganzheitlicher Ansatz jedoch mit hohen Kosten und Risiken verbunden und kann daher nur auf eine begrenz­te Anzahl von Technologien angewendet werden. Systemati­sche und regelmäßige Screening-Prozesse für die Auswahl von Schlüsseltechnologien sowie Kriterien für eine mögliche Been­digung der Förderung seien dabei besonders wichtig.

Die Erkenntnisse beruhen auf einer umfassenden Litera­turrecherche, einer Online-Umfrage, einer ausführlichen Exper­tenbefragung sowie einem Experten-Workshop.