Meta-Markt-Monitoring
Interaktive Datenbanken der Batteriewertschöpfungskette
Batteriemarkt
Daten vom Oktober 2023
Die Markteinführung der Lithium-Ionen Batterien begann in den 1990er Jahren in tragbaren Consumer-Electronic-(3C)-Anwendungen. Bis 2015 stellten diese verhältnismäßig kleinen, aber in hohen Stückzahlen verbauten Batterien den größten Anwendungsmarkt dar. Erst danach übertraf die Nachfrage für hybrid bzw. vollelektrisch betriebene Fahrzeuge (xEV) den der 3C-Anwendungen. Zusammen mit dem starken Wachstum der E-Mobilität in den vergangenen Jahren wuchs somit der Zellbedarf sehr stark an. Ab dem Jahr 2017 stieg zudem der Bedarf an Zellen für stationäre Speicher (Energy Storage System/ESS). Diese sowohl in privaten Haushalten als auch in größeren Industrieanlagen installierten Batterien können beispielsweise den stark fluktuierenden Strom der erneuerbaren Energien zwischenspeichern.
Das Toolfenster zeigt die Nachfrage an Batterien.
Der Gesamtbedarf an Batteriezellen steigt und erreichte in den vergangenen Jahren Wachstumsraten zwischen 30 und 40 Prozent. Lag die Nachfrage nach LIB im Jahr 2010 noch bei unter 30 GWh, stieg sie bis 2020 bereits auf 250 GWh an. Durch den aktuell anhaltenden schnellen Wachstum der E-Mobilitätsbranche erhöhte sich der Zellbedarf bis 2022 weiter bis auf über 700 GWh. Im Jahr 2030 kann der Zellbedarf bei über 3,5 TWh pro Jahr liegen. Im Jahr 2022 wurden über 70 Prozent der Batteriezellen im Mobilitätssektor verbaut (in Fahrzeugen ist im Vergleich zu 3C-Anwendungen eine deutlich größere Batterie eingebaut).
Mit steigender Nachfrage und somit entstehenden Skalierungen der Produktion wurden die durchschnittlichen Zellkosten immer geringer. Lagen diese vor dem Jahr 2015 noch bei über 300 USD/kWh, so sanken die Kosten bis 2021 auf ungefähr 130 USD/kWh. Mittlerweile machen Rohstoffe den größten Bestandteil der Zellkosten aus. Aufgrund der unterschiedlich einsetzbaren Zellchemien (siehe Toolfenster »Material«) unterscheiden sich die Kosten der einzelnen Batterien je nach mechanischem und chemischem Aufbau, aber auch nach Einsatzgebiet. Infolge der starken Abhängigkeit von Batterie- und Rohstoffkosten wird die Kostenreduktion in den kommenden Jahren deutlich geringer ausfallen. Bis 2030 kann der Wert dennoch auf unter 90 USD/kWh fallen. 2022 betrug das Marktvolumen der hergestellten Batterien ungefähr 100 Mrd. USD.
xEV
Als Grundstein der modernen Elektromobilität kann die Markteinführung des Toyota Prius im Jahr 1997 gesehen werden. Dieser war das erste in Großserie hergestellte, mit einem hybriden Motorkonzept betriebene Fahrzeug. Neben den Hybridfahrzeugen gibt es sogenannte Plug-In-Hybride mit größerer Batterie, welche an der Steckdose aufgeladen werden können, und darüber hinaus vollelektrische Fahrzeuge. Bisher noch nicht in größerer Stückzahl verfügbar sind Brennstoffzellenfahrzeuge. Alle diese Fahrzeugtypen verfügen über Batterien in verschiedener Größe. Bis ins Jahr 2010 gab es ca. 50 elektrifizierte Pkw-Modelle. Heute sind ca. 800 Modelle auf dem Markt.
Neben den Pkw stellen Nutzfahrzeuge eine weitere Anwendungsmöglichkeit im Straßenverkehr dar. In den Jahren 2015 und 2016 generierten diese sogar eine größere Batterienachfrage als der Pkw-Sektor. Das lag primär an den in China eingeführten E-Bussen. In den nächsten Jahren wird auch die Elektrifizierung von Lkw eine größere Rolle spielen.
2030 können Batterien in xEV-Anwendungen mehr als 80 Prozent der Gesamtnachfrage von Batterien generieren. Bis 2030 kann so alleine im Mobilitätssektor eine Zellnachfrage von 2,8 TWh entstehen. Die Größe der durchschnittlich verbauten Batterie stieg dabei über die vergangenen Jahre konstant an. Wurde früher viel LMO als Kathodenmaterial benutzt, sind heute vor allem NMC und NCA, aber mit zunehmendem Anteil auch LFP-Kathodenmaterial im Einsatz. Die Auswahl begründet sich mit im Sektor nochmals differenzierten Anforderungen je nach Einsatz (siehe Material-Toolfenster). Sind für manche Pkw vor allem eine hohe Reichweite und damit hohe Energiedichte relevant, so sind andere Fahrzeuge auf einen günstigen Gesamtpreis ausgelegt. Auch Batterien für Nutzfahrzeuge sind sehr kostenorientiert ausgelegt. Zudem besteht hier oftmals eine höhere Anforderung an die Lebensdauer.
Eine umfassende xEV-Datenbank lässt individuelle Auswertungen rund um den Mobilitätssektor zu. So können neben Marktgrößen technisch spezifische Fragestellungen über in den Fahrzeugmarkt bzw. die in den Fahrzeugen verbauten Batteriepacks auf Anfrage individuell beantwortet werden.
3C
Die Consumer-Elektronik umfasst je nach Definition verschiedene Unterhaltungselektronik (Smartphones, Notebooks, Tablets, etc.), aber teilweise auch Power Tools (Akkuschrauber, Gartengeräte, etc.). Anwendungen sind in dieser Kategorie schon seit längerer Zeit global etabliert. Das Wachstum ist im Vergleich zum Mobilitätssektor weniger stark ausgeprägt. Trotzdem steigt der Bedarf stetig. Wurden 2010 noch etwas über 20 GWh Batteriezellen (mit einem Marktanteil von über 90 Prozent) für 3C-Anwendungen benötigt, sind es 2020 bereits 60 GWh. Dieser Wert wird bis 2030 auf ca. 120 GWh (aber nur noch weniger als 5 Prozent Marktanteil) ansteigen.
Zum Einsatz kamen zu Beginn vor allem Batterien mit LCO-Chemie. Mittlerweile wird größtenteils NCM als Kathodenmaterial eingesetzt. Preise spielen eine untergeordnete Rolle. Wichtigstes KPI ist die Energiedichte.
ESS
Mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien wird auch das Zwischenspeichern der Energie immer wichtiger. Die ESS-Einsatzzwecke können vielseitig sein. Stationäre Speicher können zum einen dazu verwendet werden, Lastspitzen abzufedern, außerdem können sie tagsüber gespeicherte Solarenergie bei Dunkelheit abgeben (sowohl im Privathaushalt als auch im industriellen Maßstab). Ein weiterer Einsatzzweck ist die Ermöglichung einer grundsätzlichen bzw. stabilen Energieversorgung bei schlechtem Netzausbau.
Wichtig bei stationären Speichern ist vor allem ein günstiger Preis. Zudem relevant für die Auslegung sind lange Lebensdauern und hohe Anforderungen an die Sicherheit. Aus diesem Grund kommen dafür primär Lithium-Eisenphosphat-Zellen zum Einsatz.