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Anlagemöglichkeiten im Bereich E-Auto-Technologien

Mai 2020

Investition in E-Auto-Technologie

Von leichteren Batterien mit längerer Lebensdauer bis hin zu einer ganz neuen Generation von Halbleitern – es gibt viele vielversprechende Technologien, die die Revolution der Elektroautos vorantreiben.

Dank ihres legendären Gründers und des knapp 400-prozentigen Kursanstiegs im vergangenen Jahr ist Tesla zum Vorzeigeunternehmen für die Umstellung auf emissionsfreie Mobilität geworden.

Bei der E-Auto-Revolution geht es aber nicht nur um Elon Musk, auch wenn die Medien dies den Investoren suggerieren.

Es geht genauso um die vielfältigen Technologien, ohne die eine Elektrifizierung nicht möglich wäre. Leichtere Batterien mit längerer Lebensdauer, ultraschnelle Ladevorrichtungen und eine ganz neue Generation von Halbleitern spielen eine nicht minder wichtige Rolle als der Hersteller des bekanntesten Elektroautos der Welt. Und in diese Unternehmen kann ebenso investiert werden.

Batterien und Ladevorrichtungen

Nach einigen Fehlstarts gewinnt die Elektrifizierung jetzt an Dynamik.

Der Internationalen Energieagentur zufolge waren 2018 weltweit 5 Millionen Elektrofahrzeuge zugelassen, ein Plus von 2 Millionen gegenüber dem Vorjahr.

Bis 2030 werden China und Europa 18 Millionen Elektrofahrzeuge pro Jahr verkaufen, das sind mehr als Benzin- und Dieselfahrzeuge zusammen.1

Auf den ersten Blick lesen sich diese Zahlen gut. Es sind aber zwei starke Kräfte am Werk – Nachhaltigkeit und schnelle technologische Entwicklung. Das Umweltargument ist ein sehr gewichtiges.

Fünf Millionen Benzinfahrzeuge durch Elektrofahrzeuge zu ersetzen, bedeutet, dass 36 Millionen Tonnen weniger CO2-Emissionen in die Atmosphäre gelangen.

Und die Reduzierung von Luftverschmutzung, durch die jedes Jahr mehr als 7 Millionen Menschen sterben, ist jetzt, wo sich die Welt vom Ausbruch des Coronavirus erholt, umso dringlicher geworden. 

Es gibt Hinweise darauf, dass China der E-Auto-Branche nach der Coronakrise bevorzugt wirtschaftliche Impulse geben wird. Peking hat bereits zugesagt, den Anteil an Elektrofahrzeugen auf chinesischen Strassen in den kommenden fünf Jahren von 5% (2019) auf ein Viertel zu erhöhen.

Die Attraktivität von Elektrofahrzeugen ist aber nicht nur mit dem kleineren ökologischen Fussabdruck zu erklären: Teslas und andere E-Autos werden auch günstiger und effizienter.

In weniger als fünf Jahren werden die meisten Elektrofahrzeuge vermutlich erschwinglicher sein als herkömmliche Autos, da die Produktion intensiviert wird und sich dadurch Skaleneffekte erzielen lassen und innovative Technologien günstiger werden.2

Dank beeindruckender Effizienzverbesserungen bei der Lithium-Ionen-Technologie sind die Batteriekosten in den letzten zehn Jahren um 90% gesunken. Bis 2024 wird mit einem weiteren Rückgang von 50% gerechnet.3 Die Kosten für normale NMC622-Batterien liegen mittlerweile nur noch bei 112 Euro/Kilowattstunde (kWh).4

Die Kosten herunterfahren
Lithiumbatterien werden günstiger und leistungsfähiger
Lithiumbatterien werden günstiger

Nickel-Mangan-Kobalt-Kathode mit der Zusammensetzung: 33% Nickel, 33% Mangan und 33% Kobalt (NMC111); 60% Nickel, 20% Mangan und 20% Kobalt (NMC622); 80% Nickel, 10% Mangan und 10% Kobalt (NMC811) Quelle: Batteriezellen-Kostenanalyse von P3; https://researchinterfaces.com/know-next-generation-nmc811-cathode

Das würde das Fahren eines E-Autos wirtschaftlich doppelt so attraktiv machen, denn der Unterhalt eines Elektroautos verursacht nur einen Bruchteil der Kosten, die beim Betrieb eines Benzinschluckers anfallen.5

Gleichzeitig haben die Hersteller den Nickelgehalt von Batteriezellen stetig erhöht, um die Kapazität zu steigern, das Gewicht zu verringern und die Reichweite von Elektroautos zu erhöhen.

Das hat zusätzlich den Vorteil, dass der Kobaltanteil einer Batterie reduziert wird. Kobalt ist ein teurer und umstrittener Rohstoff.

Mehr als die Hälfte des globalen Angebots stammt aus dem Kongo, einem konfliktbehafteten Land, das von Korruption beherrscht wird.

Die NMC811-Batterie der nächsten Generation – die 50 Prozent weniger Kobalt enthält als ihr Vorgänger und die Reichweite von Elektroautos voraussichtlich auf weit über die jetzigen 500 km erhöhen wird – sollte in den nächsten Jahren ein Kostenniveau von 69 EUR/kWh erreichen.

In den Startlöchern stehen sogenannte Festkörperbatterien, die überhaupt kein Kobalt mehr enthalten.

Es kann zwar noch einige Jahre dauern, bis solche Batterien in Serie gefertigt werden können, aber diese Art von technologischem Fortschritt ist entscheidend für die Zukunft von Elektrofahrzeugen.

Halbleiter: Winzige Kraftprotze

Die Ladestationen werden ebenfalls schneller, sodass Fahrer in Zukunft nicht mehr lange ausgebremst werden.

Einige der neuen Supercharger bieten 250 kW – fast doppelt so viel wie die Modelle von Tesla der ersten Generation, die eine Ladeleistung von bescheidenen 120–150 kW hatten.

Damit könnten Fahrer nach nur fünfminütigem Laden bereits wieder 120 km weit fahren. Ein neues europaweites Ladesäulennetz basierend auf einer 800 V-Architektur könnte die Ladeleistung auf sage und schreibe 350 kW katapultieren.

Damit dies möglich ist, müssen jedoch erst einige technologische Hürden überwunden werden.

Zunächst das Problem der Leistungsumwandlung. Ultraschnelle Charger benötigen viel Stromzufuhr – so viel wie rund 60 Durchschnittshaushalte.6

Da sie mit Gleichstrom betrieben werden, müssen Schnellladestationen den vom Netz bereitgestellten Wechselstrom zunächst in Gleichstrom umwandeln.

Und dann das Fahrzeug selbst. Damit Elektrofahrzeuge die ultraschnellen Charger nutzen können, müssen sie mit hochentwickelter Leistungselektronik und Halbleitern ausgestattet sein. Die Modernisierung dieser Systeme ist ein umfangreiches Vorhaben – ein Elektrofahrzeug benötigt bis zu 15 Mal mehr Leistungshalbleiter als ein Benziner.

Hier kann eine neue Generation von leistungsstarken Silizium-Chips helfen.

Diese als „Leistungshalbleiter“ bezeichneten integrierten Schaltkreise sind sozusagen die Arbeitspferde der Leistungselektronik: Sie wandeln Strom zwischen verschiedenen Wechsel- und Gleichspannungen und in verschiedenen Frequenzen um und gewährleisten einen stabilen Stromfluss.

Leistungshalbleiter spielen auch eine wichtige Rolle bei der Minimierung von Stromverlust und der Senkung des Energieverbrauchs – aktuell gehen 70% der Elektrizität zwischen der Erzeugung im Kraftwerk und dem Endgerät verloren, weil sich das elektrische Signal ständig ändert.

Technologien für den Betrieb von Elektrofahrzeugen entwickeln sich in schnellem Tempo weiter und machen den Weg für eine vielversprechende elektrische Zukunft frei.

SiC: Der neue Stern am E-Auto-Himmel

Die E-Auto-Branche greift auch auf neue Materialien zurück, um die Effizienz zu erhöhen. Siliziumkarbid (SiC) ist eines davon.

SiC, das zuerst in 4 Milliarden Jahre alten Meteoriten entdeckt wurde, ist eine widerstandsfähige kristalline Verbindung aus Silizium und Kohlenstoff. Wenn sie in einem Halbleiter als Alternative zu Silizium eingesetzt wird, ermöglicht sie den Betrieb von Elektromotoren mit höheren Spannungen. Seine Wärmeleitfähigkeit ist dreimal besser als die von normalem Silizium.

SiC schmilzt nicht einmal – es zersetzt sich bei ca. 2.700 °C.

In Anwendungsbereichen mit hoher Leistung sind SiC-Komponenten kleiner, schneller und effizienter als ihre Pendants aus Silizium.

Ausserdem haben sie das Potenzial, die Ladezeit zu halbieren und die Reichweite um bis zu 20 Prozent zu erhöhen.7

Technologien für den Betrieb von Elektrofahrzeugen entwickeln sich in schnellem Tempo weiter und machen den Weg für eine vielversprechende elektrische Zukunft frei. Für Investoren, die nicht auf Tesla fixiert sind, eröffnen sich dadurch enorme Chancen.

Die Clean Energy Strategie: Investieren in E-Auto-Technologie

Die zunehmende Beliebtheit von Elektrofahrzeugen hat viele Technologien und Branchen aus dem Schattendasein geholt, die attraktive langfristige Chancen für Investoren bieten.

Zu diesen vielversprechenden Branchen gehören zum Beispiel Nischenversorger, die die Ladeinfrastruktur aufbauen und betreiben, oder Industrieunternehmen, die die Elektromotoren herstellen.

Batterien und Halbleiter mit ihren schnellen technologischen Innovationen sind ebenfalls ein erfolgreiches Spielfeld für Investoren.

In der Halbleiterindustrie stellen Leistungshalbleiter ein schnell wachsendes Segment dar, dessen Umsätze bis 2025 die Marke von 55 Mrd. US-$ erreichen dürften.

Unternehmen, die diese Komponenten entwickeln, profitieren von hohen Einstiegsbarrieren und strukturell höheren Margen.

SiC-Leistungshalbleiter sind ein weiterer Wachstumsbereich. Der Bedarf der globalen Automobilindustrie an dem neuartigen Grundstoff wird zwischen 2018 und 2030 voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von über 60 Prozent ansteigen.

SiC-Halbleiter sind jedoch schwieriger herzustellen als reguläre Silizium-Halbleiter. Für die Produktion ist hochentwickelte Fertigungstechnologie nötig, über die zurzeit nur von einer Handvoll spezialisierter Hersteller weltweit verfügt.