Chancen bei Batterieherstellungsanlagen

Aktuelle Durchbrüche Die Entwicklung der E-Mobilität wird trotz der durch die COVID-19-Krise verursachten Wirtschafts- und Versorgungsstörungen zu einer beispiellosen Nachfrage nach Elektrofahrzeugen (EVs) führen. Mit dieser steigenden Nachfrage wird ein enormer Anstieg der Nachfrage nach Batterien einhergehen. Die Batterieproduktion wird weltweit hochgefahren, um der lokalen Nachfrage gerecht zu werden. Um die europäische Elektrofahrzeugfertigung zu unterstützen, haben etablierte Batteriezellenunternehmen und aufstrebende Start-ups Pläne angekündigt, bis 2030 in Europa eine gemeinsame Produktionskapazität von bis zu 965 Gigawattstunden (GWh) pro Jahr aufzubauen – was 28 Prozent der für 2030 angekündigten weltweiten Kapazität von rund 3.500 entspricht GWh und Steigerung um das 20-fache gegenüber 2020.1McKinsey Battery Supply Tracker, Dezember 2021.

Dieser Artikel ist eine Gemeinschaftsarbeit von Jakob Fleischmann, Dorothee Herring, Ruth Heuss, Friederike Liebach und Martin Linder und vertritt Ansichten aus McKinseys Advanced Electronics Practice.

Um der wachsenden Nachfrage gerecht zu werden, müssen europaweit rund 30 neue Batterieproduktionsanlagen in Betrieb genommen werden, was einen Investitionsaufwand von bis zu 100 Milliarden Euro erfordert (Abbildung 1). Rund 60 Prozent der Gesamtinvestition sind für Anlagen zur Batteriezellenfertigung vorgesehen. Dies entspricht einer jährlichen Geschäftsmöglichkeit von 5 bis 7 Milliarden Euro für die Fertigungsanlagenindustrie in Europa bis 2025 und 7 bis 9 Milliarden Euro in der zweiten Hälfte des Jahrzehnts.

Bei der Herstellung von Batteriezellen erfordern drei Schritte etwa gleiche Kapitalaufwendungen: 35 bis 45 Prozent für Geräte zur Elektrodenherstellung, 25 bis 35 Prozent für Geräte zur Kraftzellenmontage und -handhabung und 30 bis 35 Prozent für Geräte zur Zellveredelung (Anlage 2). Einige Prozesse, wie etwa das Beschichten und Befüllen mit Elektrolyt, sind entweder einzigartig oder sehr spezifisch für die Herstellung von Batteriezellen. Diese Prozesse erfordern Rein- und Trockenraumbedingungen und Fachwissen beispielsweise in der hochpräzisen Dünnschichtabscheidung. Andere Prozesse wie Schlitzen, Zellbildung und Alterung ähneln Prozessen, die in anderen Branchen weit verbreitet sind oder produktionsinterne Logistikausrüstung erfordern.

Heutzutage sind in Europa nur eine Handvoll Unternehmen tätig, die sich auf Geräte zur Herstellung von Batteriezellen spezialisiert haben, die zum Mischen von Schlamm, zur Herstellung von Elektroden, zur Zellmontage und zur Zellveredelung verwendet werden. Die Mehrheit befindet sich in China, Japan und Südkorea (Abbildung 3). Allerdings sind die meisten dieser etablierten Zulieferer für die Herstellung von Batteriezellen zu mehr als 95 Prozent ausgelastet, was kaum Spielraum für eine Produktionssteigerung lässt. Darüber hinaus können sie Bestellungen von etablierten Kunden (hauptsächlich führende etablierte Zellhersteller) gegenüber denen von neuen Marktteilnehmern aus Europa und den Vereinigten Staaten priorisieren. Infolgedessen dürften europäische Unternehmen, die Batteriezellen herstellen, und OEMs von Elektrofahrzeugen, die in dieses Feld einsteigen, mit einem Engpass bei der Ausrüstungsversorgung konfrontiert werden, der ihren geplanten Produktionsstart gefährdet. Die Sicherstellung der Ausrüstungsversorgung ist ein wesentlicher Erfolgsfaktor.

Europäische Gerätehersteller haben die Möglichkeit, sich einen angemessenen Anteil des Umsatzpools zu sichern, indem sie aufgrund ihrer geografischen Nähe wichtige Lieferanten für etablierte Zellhersteller werden, die nach Europa und in die Vereinigten Staaten expandieren, sowie für neu gegründete Batteriehersteller Installation, Inbetriebnahme und Support für Geräte. Gerätehersteller, die bereits die benötigte Ausrüstung verkaufen, könnten ihre Kapazitäten erweitern, um der steigenden Nachfrage gerecht zu werden und bestehende und neue Kunden anzusprechen. In der Zwischenzeit könnten Hersteller, die derzeit nicht die für die Herstellung von Batteriezellen benötigte Ausrüstung verkaufen, ihre bestehende Maschinen- und Ausrüstungskompetenz aus ähnlichen Prozessen nutzen, um in diesen Markt einzusteigen. In diesem Artikel wird der erwartete Mangel an Ausrüstung erörtert und Optionen für Ausrüstungslieferanten vorgestellt, um diese Lücke zu schließen.

OEMs von Elektrofahrzeugen und Hersteller von Batteriezellen benötigen Fertigungsanlagen, um die Produktion schnell hochzufahren und eine hohe Produktionsleistung der Fabriken sicherzustellen. Da die meisten angekündigten neuen Gigafabriken vor 2025 mit der Produktion beginnen sollen, treffen Unternehmen bereits jetzt Kaufentscheidungen über die Lieferung von Produktionsanlagen. Darüber hinaus eröffnet das Aufkommen neuer Unternehmen, die Batteriezellen herstellen und den Bau von Gigafabriken planen, Möglichkeiten für Gerätehersteller, sich neue Lieferverträge zu sichern, anstatt ausschließlich auf der Grundlage bestehender Beziehungen mit etablierten Batteriezellenherstellern zu konkurrieren.

Der europäische Grüne Deal, nationale Förderprogramme, der Druck aktivistischer Investoren und die breite Unterstützung der Interessengruppen für nachhaltige Energie vereinen sich, um Lieferanten von Batteriefertigungsanlagen einen attraktiven Zugang zu öffentlicher und privater Finanzierung zu ermöglichen. Gerätehersteller können dieses günstige Umfeld nutzen, um ihre Wachstumspläne in der Batteriezellenindustrie zu unterstützen. Allerdings wird sich der Wettbewerb zwischen den Ausrüstungslieferanten verschärfen, sodass alle Beteiligten ihre bestehenden Abläufe und Fähigkeiten sorgfältig prüfen und Strategien entwickeln müssen, um das Beste aus dieser beispiellosen Chance zu machen.

Während Gerätehersteller, die bereits über Fachwissen und Kapazitäten für Geräte zur Batterieherstellung verfügen, das günstige Finanzierungsumfeld nutzen können, um ihr Geschäft auszubauen, können andere die Chance nutzen, indem sie ihre Kompetenzen ausbauen.

Zulieferer von Branchen, deren Herstellungsprozessschritte mit denen der Batteriezellenproduktion vergleichbar sind, haben eine besonders vorteilhafte Ausgangsposition, um die Batteriechance wahrzunehmen. Der kapitalintensive Beschichtungs- und Trocknungsprozess erfordert beispielsweise eine hochpräzise Dünnschichtabscheidung, mit einigen Ähnlichkeiten zu den Anforderungen in der Papier-, Klebeband-, Glas- und technischen Textilindustrie.

Die Zellmontage, die das Stanzen, Stapeln, Wickeln, Schweißen und Versiegeln umfasst, ist relativ weniger spezifisch für die Batterieherstellung und ähnelt eher allgemeinen Fertigungs- und Automatisierungsprozessen. Die Wachstumschance im Bereich Batteriezellfertigungsanlagen kann somit zu einer attraktiven Chance für Maschinenbauunternehmen werden, die nach neuen Wachstumsmärkten suchen, auf die sie ihre vorhandenen Fähigkeiten und Fachkenntnisse übertragen können.

Europäische Gerätehersteller, die auf den Markt für Batteriezellenausrüstung umsteigen oder dort expandieren möchten, können vier Wege in Betracht ziehen, um die Kompetenzen zu entwickeln, die sie für einen effektiven Wettbewerb benötigen:

Entschlossene Ausrüstungsanbieter wie Manz können mehrere Wege für einen beschleunigten und effektiven Aufbau von Batterie-Know-how strategisch kombinieren, einschließlich Akquisitionen und strategischer Zusammenarbeit mit europäischen und asiatischen Partnern. Ebenso hat Dürr um 2018 den ersten Schritt in die Batterieausrüstung gemacht, unterstützt durch die Übernahme der amerikanischen Unternehmen MEGTEC und Universal.5 „Dürr schließt Übernahme von MEGTEC/Universal ab und bildet führenden Anbieter industrieller Umwelttechnik“, Dürr-Konzern, 8. Oktober 2018 Durch die Akquisition erlangte Dürr Kompetenzen bei Beschichtungsanlagen für Lithium-Ionen-Batterieelektroden, die es durch die strategische Partnerschaft mit Techno Smart weiter ausbaute.

Die führenden Ausrüstungsunternehmen beobachten die Entwicklungen in der Branche und die Schritte der Batteriehersteller genau, suchen Partnerschaften und schließen sich Forschungsinitiativen und gezielten Allianzen an.

Ausrüstungsunternehmen, die bei der Entwicklung von Batteriekompetenzen führend sind, weisen mehrere gemeinsame Merkmale auf:

Europäische Hersteller, die einen Einstieg in den Markt für Anlagen zur Herstellung von Batteriezellen erwägen, müssen zahlreiche Wege in Betracht ziehen, aber jeder muss schnell handeln, um nicht aus dem verheißungsvollen und lukrativen Markt ausgeschlossen zu werden. Jetzt ist es an der Zeit zu handeln, da sich die Finanzierung verfestigt und die Baupläne für die Gigafabrik voranschreiten. Nach einer sorgfältigen Analyse der Kompetenzen, die in jeder Phase und Unterphase des Herstellungsprozesses von Batteriezellen erforderlich sind, können Unternehmen beurteilen, ob sie über das erforderliche Fachwissen verfügen, um dieser neuen Marktnachfrage gerecht zu werden, oder angrenzendes Fachwissen übertragen oder verlagern können. Diejenigen, die dies nicht tun, können ihre vorteilhaften Positionen dennoch nutzen, um sich durch eine strategische Partnerschaft, ein Joint Venture oder eine Kombination aus beidem zu beteiligen. Der beste Weg, Ihren Ruf aufzupolieren, durch praktisches Lernen zu lernen und eine Basis für die Expansion zu schaffen, besteht darin, ein Projekt mit einem bestehenden Kunden oder Partner zu starten und die Erwartungen in Bezug auf Zeit, Qualität und Kosten zu übertreffen. Unternehmen, die die Arbeit überlegt und mit der entsprechenden Dringlichkeit angehen, werden von der Expansion in einen spannenden neuen Markt profitieren.

Jakob Fleischmannist Associate Partner im Münchner Büro von McKinsey, woMartin Linderist Senior Partner;Dorothee Herring ist Partner im Düsseldorfer Büro; UndRuth Heussist Senior Partner im Berliner Büro;Friederike Liebachist Berater im Frankfurter Büro.