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Montag, 24. September 2018
26. März 2018 | 15:08

Stahl – Wegbereiter der E-Mobilität

Ob Antrieb, Energiespeicher oder Ladeinfrastruktur: Der Werkstoff Stahl ist unverzichtbar, um der Elektromobilität zum Durchbruch zu verhelfen.

Die Automobilindustrie mit ihren etablierten Wertschöpfungsketten steht vor einem radikalen Wandel. Die gesetzlichen Vorgaben zur Reduzierung der CO2-Emissionen, zunehmende Urbanisierung, wachsendes Verkehrsaufkommen, größeres Umweltbewusstsein und ein sich wandelndes Mobilitätsverständnis erfordern neue Mobilitäts- und Antriebskonzepte. Welche Antriebe die Fahrzeuge der Zukunft bewegen werden – ob Hybrid, rein elektrisch, Brennstoffzelle oder mit synthetischen Kraftstoffen aus CO2 betrieben – ist derzeit noch nicht absehbar und wird auch in den Regionen der Welt unterschiedlich sein. Fest steht jedoch, dass die zunehmende Elektrifizierung der Fahrzeuge auf dem Weg zu einer emissionsarmen Mobilität weiter fortschreiten und hybrid- und batterieelektrisch angetriebene Modelle weitere Zuwächse erfahren werden.

Stahlinnovationen für den Antrieb

„Für den Werkstoff Stahl bedeutet dies große Chancen“, wie Hans Jürgen Kerkhoff, Präsident der Wirtschaftsvereinigung Stahl, betont. Auf den ersten Blick mit einem möglichen rückläufigen Stahlbedarf durch die Abkehr vom klassischen Verbrennungsmotor verbunden, eröffnen elektrisch angetriebene Fahrzeuge für die Stahlanwendung neue und erweiterte Möglichkeiten. „Ohne Stahlinnovationen, wie leistungsfähigere Elektrobandsorten, die den Wirkungsgrad der Antriebe erhöhen, oder weiterentwickelte Stähle für die hoch belasteten Wellen und Lager der Motoren, ist Elektromobilität undenkbar. Die Stahlindustrie wird hiermit entscheidende Beiträge zur Verbreitung der Elektrofahrzeuge und zur CO2-armen Mobilität der Zukunft leisten“, erläutert Kerkhoff. Positiv auf den Einsatz von Stahl wirkt sich zudem die Kombination von zwei Antriebskonzepten bei Hybridfahrzeugen aus.

Batterien gut geschützt

Doch nicht nur für den Antrieb der Fahrzeuge, auch für die Energiespeicherung ist Stahl unverzichtbar: Feinstbleche mit korrosionsbeständigen Überzügen ummanteln die typischen Lithium-Ionen-Rundzellen, Batteriegehäuse aus hochfesten Stählen schützen im Crashfall die empfindlichen Hochvolt-Batteriepakete. Weiteres Einsatzpotenzial für Stahl besteht im Thermomanagement zur Kühlung beziehungsweise Konditionierung der Batterien. Darüber hinaus wird auch für den dringend erforderlichen Ausbau der Ladeinfrastruktur und intelligenter Stromnetze, der sogenannten Smart Grids, vermehrt Stahl benötigt.

Mit der zunehmenden Vielfalt der Antriebsvarianten – Volkswagen bietet seinen Golf beispielsweise auf dem europäischen Markt derzeit als Benzin-, Diesel-, Erdgas- und Plug-In-Hybrid-Variante sowie mit rein elektrischem Antrieb an – wachsen auch die Anforderungen an die Fahrzeugarchitektur. Die Integration zusätzlicher Komponenten stellt erhebliche Herausforderungen an Package, Crashsicherheit, elektromagnetische Abschirmung und Leichtbau der Fahrzeuge. In Karosserie und Fahrwerk wird der Einsatz hoch- und höchstfester Sorten demensprechend weiter steigen. Es wird prognostiziert, dass ihr Anteil von derzeit durchschnittlich 15 Prozent im Gesamtfahrzeug auf bis zu 40 Prozent im Jahr 2030 zunimmt, so ein Bericht des Beratungsunternehmens McKinsey.

Leichtbau neu bewertet

Positive Auswirkungen auf den Stahleinsatz in Karosserie und Fahrwerk dürfte auch eine veränderte Bewertung des Leichtbaus haben. Leichtbau ist für Fahrdynamik und Fahrsicherheit weiterhin unverzichtbar, um das Zusatzgewicht der bis zu 400 Kilogramm schweren Batterien zu kompensieren. Mit zunehmender Elektrifizierung der Antriebe sinken die nutzungsbedingten CO2-Emissionen der Fahrzeugflotten. „Gleichzeitig wird sich der Fokus bei der ökologischen Bewertung der Fahrzeuge künftig stärker auf den gesamten Lebenszyklus richten. Stahl hat hier durch den geringen Energiebedarf bei der Herstellung sowie seine unbegrenzte Recyclingfähigkeit entscheidende Vorteile im Wettbewerb mit anderen Werkstoffen“, führt Kerkhoff weiter aus.

Für die Automobilhersteller reduziert sich so die Notwendigkeit, kostenintensive Leichtbaulösungen mit anderen Werkstoffen einzusetzen, womit ein wesentlicher Kostentreiber neben den Batterien und Hybridsystemen entfällt. Stahl ist also nicht nur technologisch für die Marktdurchdringung der Elektromobilität unverzichtbar, sondern trägt auch dazu bei, dass sie für die Autofahrer bezahlbar wird.

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Tags
Automobiler Leichtbau
Elektromobilität

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