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Update 2017

Projekt

Fraunhofer-Institut für
System- und Innovationsforschung ISI

Begleitmaßnahme zu Batteriematerialien für zukünftige elektromobile und stationäre Anwendungen
(Batterie 2020)

BEMA2020

gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Die Erforschung neuer Batterietechnologien wird bereits seit 2009 durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit unterschiedlichen Fördermaßnahmen unterstützt. Die wissenschaftliche und industrielle Basis der Batterieforschung sollte mit diesen Maßnahmen auf- und ausgebaut werden, um Deutschland auf dem Weg zur Leitanbieterschaft für Schlüsseltechnologien der Elektromobilität voranzubringen. Mit der BMBF-Fördermaßnahme „Batterie 2020“ soll dieser Weg konsequent fortgeführt werden. Ziel der Fördermaßnahme ist es, Material- und Prozessentwicklungen im Systemzusammenhang zu betrachten und dadurch die Eigenschaften wie beispielsweise Energiedichte, Leistungsdichte, Lebensdauer, Sicherheit, Alterung und Kosten der Batterien deutlich zu verbessern.

Das Fraunhofer ISI begleitet diese Prozesse bereits von Beginn an mit einem nationalen Roadmapping-Prozess (LIB 2015-Roadmapping) im Rahmen der BMBF-Innovationsallianz LIB 2015) und seit 2011 ergänzend mit einem internationalen Monitoring-Prozess (Energiespeicher-Monitoring) im Rahmen der BMBF-Fördermaßnahme „Schlüsseltechnologien für die Elektromobilität STROM“). Die neue Fördermaßnahme „Batterie 2020“ wird durch ein übergreifendes Vernetzungs- und Transferprojekt begleitet, an dem das Münster Electrochemical Energy Technology (MEET), das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI und das Kompetenznetzwerk Lithium-Ionen-Batterien e. V. (KLiB) beteiligt sind.

Wesentliches Ziel des Verbundprojektes ist es, den wissenschaftlich-technischen Dialog und Wissenstransfer der beteiligten Akteure zu intensivieren. Dazu dienen jährliche Statusseminare (Organisation durch das Fraunhofer ISI) dem Austausch unter den Beteiligten an den Verbundvorhaben. Auf dem Kongress Batterieforum Deutschland (Organisation durch das KLiB) soll der Dialog mit allen Wissenschaftlern aus Industrie und Forschungseinrichtungen öffentlich geführt werden.

Vorgehen im Projektzoom

Energiespeicher-Monitoring und -Roadmapping im Wechsel

Der Wissenstransfer wird durch einen Monitoring- und Roadmapping-Prozess unterstützt, aus welchem im jährlichen Wechsel Monitoring- und Roadmap-Veröffentlichungen hervorgehen. Das internationale „Energiespeicher-Monitoring 2014“ sowie das national ausgerichtete LIB 2015-Roadmapping (Roadmaps bis 2015) des Fraunhofer ISI werden in diesem Rahmen fortgeführt und verstetigt.

Das „Energiespeicher-Monitoring-Update 2016“ umfasst 30 Einzelindikatoren verteilt auf die Kategorien Nachfrage, Marktstrukturen, Industrie sowie Forschung und Technologie. Das Energiespeicher-Monitoring 2016 ist somit direkt mit dem Energiespeicher-Monitoring 2014 vergleichbar und soll in 2018 wieder aktualisiert werden.

Die „Energiespeicher-Roadmap (update 2017) – Hochenergie-Batterien 2030+ und Perspektiven zukünftiger Batterietechnologien“ aktualisiert alle bislang erarbeiteten Roadmaps. Sie widmet sich den Herausforderungen für Forschung und Entwicklung (FuE) von Hochenergie-Batterien, für welche derzeit weltweit massiv Zellproduktionskapazitäten ausgebaut werden. Zudem zeigen Langfristpotenziale für alternative Batterietechnologien auf, ob und welche Technologien jenseits 2030 in den Markt kommen könnten.

Die Roadmap enthält:

  • Aktuelle „Meta-Marktanalysen“ zur globalen Nachfrage und Produktion von Lithium-Ionen-Batterien bis 2030 (nach Anwendungen und regionaler Verteilung)

  • Anforderungen und Entwicklungsparameter für Hochenergie-Batterien (gravimetrische und volumetrische Energiedichten und Kosten) auf Zell- bis Modulebene bis 2030

  • 35 detaillierte FuE Steckbriefe, davon

    • 25 Steckbriefe zu FuE-Herausforderungen für Hochenergie-Batterien von Material bis Zell- und Systemebene sowie

    • 10 Steckbriefe zu FuE-Herausforderungen für künftige, alternative Batterietechnologien

  • Meilensteine und deren zeitliche Verortung in einer normativen Roadmap Hochenergie-Batterien 2030+ und einer explorativen Roadmap mit langfristigen Perspektiven künftiger Batterietechnologien.

Veröffentlichungen

unter BEMA 2020 und vorangegangenen BMBF-geförderten Projekten
(EMOTOR, LIB2015)

Status

laufend

Auftraggeber

Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Partner

Kompetenznetzwerk Lithium-Ionen Batterien (KLiB e.V.), Berlin

Westfälische Wilhelms-Universität Münster, MEET Batterieforschungszentrum

Publikationen

Thielmann, A.; Friedrichsen, N.; Hettesheimer, T.; Hummen, T.; Sauer, A.; Schneider, C.; Wietschel, M. (2016): Energiespeicher-Monitoring 2016. Deutschland auf dem Weg zum Leitmarkt und Leitanbieter? Karlsruhe: Fraunhofer ISI.

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