Wie CATLs 57 USD/kWh teure Batterie große elektrische Geräte (CAM) verändern würde

16.6.2024 Einer der Hauptgründe, warum die Elektrifizierung in jeder Branche so attraktiv ist, ist die Senkung der Betriebskosten, die elektrische Maschinen bieten.

Dies gilt vor allem für die Bau-, Landwirtschafts- und Bergbaubranche (CAM). Große Maschinen mit hohen Betriebszeiten, wie Bergbau-Muldenkipper, können im Laufe ihrer Lebensdauer Millionen von Dollar an Kraftstoff verbrauchen. Daher sind die potenziellen Vorteile bei den Gesamtbetriebskosten astronomisch. Trotzdem zeigt die Diskussion von IDTechEx mit Kunden aus diesem Bereich, dass die Anschaffungskosten für elektrische Alternativen immer noch zu hoch sind. Kunden würden immer noch lieber bei billigeren Maschinen mit Verbrennungsmotor bleiben, obwohl die Lebenszeitkosten für die Maschine höher wären.

Die in elektrischen CAM-Maschinen verwendeten Batterien sind der Hauptgrund dafür, dass elektrische Maschinen so viel mehr kosten als ihre Gegenstücke mit Verbrennungsmotor. Diese Situation hat sich verbessert. Die Preise sind kürzlich von 500-1.000 USD/kWh auf 250-300 USD/kWh gesunken. Der Bericht „Batteriemärkte für Bau-, Landwirtschafts- und Bergbaumaschinen 2024-2034“ von IDTechEx stellt jedoch fest, dass selbst kleine Maschinen wie Minibagger Batterien mit einer Kapazität von bis zu 70 kWh nutzen können, was 21.000 USD entspricht. Das ist deutlich mehr als der 40-50 PS starke kleine Dieselmotor, den er ersetzen würde, ganz zu schweigen vom Motor und der dazugehörigen Leistungselektronik, obwohl diese viel billiger sind als die Batterie.

Es gibt jedoch Licht am Ende des Tunnels. Anfang 2024 erschienen Berichte, die darauf hindeuteten, dass die Preise für CATL-Batterien gesenkt werden könnten. Die Automobilindustrie profitiert bereits von einem viel höheren Volumen als bei elektrischen CAM-Maschinen, und Preise im Bereich von 100-150 USD/kWh für Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP) sind die Norm. Den Berichten zufolge werden die VDA-Zellen von CATL jedoch für nur 57 US-Dollar/kWh erhältlich sein!

Wenn die Hersteller elektrischer CAM-Maschinen Zugang zu Batterien für 57 US-Dollar/kWh hätten, würde dies einen großen Beitrag zur Neutralisierung des Preisaufschlags leisten, den elektrische Äquivalente derzeit aufweisen. Nehmen wir das obige Beispiel: Der Preis der 70-kWh-Batterie würde von 21.000 US-Dollar auf knapp 4.000 US-Dollar sinken.

Bei größeren Maschinen sind die Einsparungen noch deutlicher. Die größten Batterien, die IDTechEx in elektrischen CAM-Maschinen gesehen hat, stammen von Muldenkippern. Mit Betriebsgewichten von mehreren hundert Tonnen und Betriebszeiten von 20 Stunden pro Tag benötigen diese Maschinen Batterien mit bis zu 1.600 kWh. Bei den aktuellen Batteriepreisen erwartet IDTechEx, dass eine so große Batterie im Bereich von einer halben Million Dollar kosten wird, sehr wahrscheinlich sogar mehr. Wenn jedoch die Preise von CATL verfügbar wären, würde sich dieser Preis auf unter 100.000 US-Dollar reduzieren. Diese Maschinen verbrauchen während ihrer Lebensdauer so viel Kraftstoff, dass sich die Batteriekosten bereits um ein Vielfaches bezahlt gemacht haben. Eine Senkung des Anschaffungspreises der Maschine um über 400.000 US-Dollar würde den Preis jedoch viel näher an die Alternativen mit Verbrennungsmotor bringen und die Amortisierungszeit der Investition deutlich verkürzen.

Es sollte erwähnt werden, dass LFP-Batterien tendenziell billiger sind als ihre übliche Alternative Nickel-Mangan-Kobalt (NMC), da sie nicht die gleiche Leistung bieten. Sie haben tendenziell eine geringere gravimetrische und volumetrische Energiedichte, wodurch sie größer und schwerer als NMC sind und sich daher schwerer in ein Fahrzeug einbauen lassen. In der Automobilindustrie bedeutet dies in der Regel, dass Elektroautos mit LFP-Batterien kürzere Reichweiten haben als solche mit NMC-Batterien. Für CAM-Maschinen, die in einer kommerziellen Umgebung zur Erledigung einer Arbeit eingesetzt werden, sind Ausfallzeiten teuer. Kunden werden keine Elektromaschinen akzeptieren, wenn diese nicht über genügend Batteriekapazität verfügen, um einen ganzen Arbeitstag zu erledigen. Daher ist eine billige LFP-Option nur dann machbar, wenn ihre Energiedichte hoch genug ist, um die erforderliche Kapazität für die zu elektrifizierende Maschine zu erreichen.

Autor: Dr. James Jeffs, leitender Technologieanalyst bei IDTechEx