EV-Boom transformiert Auto-Lieferketten: Lithium-Engpässe meistern

Der globale Elektrofahrzeug-Markt (EV) soll bis 2027 einen Wert von 802,81 Mrd. USD erreichen, mit einer CAGR von 22,6 % laut Allied Market Research. Mit wachsendem Verbraucherinteresse an EVs steht die Branche kurzfristig vor Engpässen bei den natürlichen Ressourcen, die diese Fahrzeuge antreiben. Ganz oben auf der Liste der nicht-erneuerbaren Ressourcen für EV-Produktion: Lithium. Es ist integraler Bestandteil der Batterie, die diese Fahrzeuge antreibt, und muss nach ca. acht Jahren ersetzt werden. Der Wettbewerb um Lithium ist heftig, und EV-Automaker müssen zukünftige Akquise und Management des Minerals planen.

Die Lösung erfordert einen multipronged Ansatz: ethisches Sourcing, Recycling, Wiederverwendung und Repurposing von Materialien in Downstream-Produkten sowie Effizienzsteigerung. Erhöhte Batteriereichweite und Motoreffizienz würden die Nutzung pro EV verlängern und Unternehmen schließlich erlauben, von Hardware-Fertigung zu Software-Fokus zu shiften.

Bei EVs sind die Hauptkomponenten Batteriepack und Motor – sie machen ca. 70 % der Fahrzeugkosten aus. Effizienzsteigerung im Batteriepack und Motor bedeutet niedrigere Kosten und höhere Reichweite. Der Batteriepack ist der teuerste Teil des Autos wegen limitierter Supply und geografischer Constraints seiner Rohmaterialien.

Begrenztes Lithium

Wie andere Edelmetalle ist Lithium eine endliche Ressource – doch mit steigendem Interesse an EV/Hybrid-Fahrzeugen und batteriebetriebenen Häusern werden Wettbewerb und Preis für Lithium explodieren. Aktuell wird Lithium aus mehreren globalen Quellen abgebaut – mit ökonomischen, politischen und Supply-Chain-Implikationen. Basierend auf erwarteter globaler EV-Nachfrage und globalen Klimazielen, die Reduktion von Verbrennern fordern, schätzt die Weltbank, dass bis 2050 fünfmal mehr Lithium beschafft werden muss, um diese Ziele zu erreichen.

Durch gestiegene Nachfrage sind Lithium-Engpässe kurzfristig wahrscheinlich – was zu höheren Produktionskosten und mangelnder Verfügbarkeit führt, was sich in höheren Verbraucherpreisen niederschlägt. Zusätzlich ist die Ethik des Lithium-Sourcings für EV-Kunden wichtig. Da viele Minen in Kongos Region liegen, gibt es Bedenken zu Kinderarbeit und Konflikten – was Sourcing für den EV-Markt unhaltbar macht.

Während weitere Minen in Argentinien und Kanada existieren, schauen sich einige EV-Hersteller, einschließlich Tesla Inc., den Kauf eigener Minen an, um laufende Mineralquellen zu sichern und Verschleierung in der Materialbeschaffung zu eliminieren.

Smart Planning hört nicht beim Minenkauf auf – sondern bedeutet auch Smart Contracts basierend auf Blockchain. Diese Verträge würden Supply-Routes im Störungsfall shiften. Würde z. B. ein großer Sturm den Versand von einer Mine beeinträchtigen, würden Smart Contracts Sourcing von der deaktivierten Mine auf andere Minen verschieben, um den Ausfall auszugleichen – und eine Störung eliminieren.

Verbrauch senken

Ein weiterer Weg für Unternehmen, sich gegen die erratische Lithium-Lieferkette zu isolieren: einfach weniger verbrauchen. EV-Unternehmen erforschen künstliche Lithium-Quellen. Frühphasige R&D im Bay Area zielt auf Laborsynthese von Lithium sowie immer effizientere Batterien. Ziel: Materialbedarf auf 10 % aktueller Praxis zu reduzieren. Die berühmte Quanten-Skalen-Batterie könnte eine Million Meilen vor Ersatz laufen. Jede dieser Innovationen würde die Menge an Lithium aus natürlichen Quellen drastisch reduzieren – und die Komplexität der Lieferketten weiter verringern.

Noch mehr Lithium – ca. 60 % – kann durch Recycling, Wiederverwendung oder Repurposing von Batterien zurückgewonnen werden, laut International Journal of Supply Chain Management. Wird jede Batterielebensdauer von aktuell acht Jahren auf mehrere mehr über Millionen EVs verlängert, sind Energie- und Kosteneinsparungen substanziell.

Sinkt die Effizienz einer Batterie unter eine bestimmte kW/kg-Rate oder wird der Ladezyklus zu lang, ist sie für EVs nicht mehr nutzbar. Die Batterien können jedoch reprogrammiert und für Power Walls rekonfiguriert werden. Alternativ können sie an globale Märkte weiterverkauft werden – z. B. für E-Rikschas in Indien.

Effizienz in der Fertigung resultiert in mehreren Downstream-Änderungen: resilientere Lieferketten und Shift im Value Offering. Ein effizienteres EV senkt Kosten und öffnet Autos für breitere Kundengruppen, die sich das Produkt zuvor nicht leisten konnten. Auch gestraffte, innovative Produktion reduziert Abhängigkeit von langen Lieferlinien – Komplexität und Anfälligkeit für Störungen werden verringert. Ca. 90 % von Teslas Fertigung erfolgen In-House – und Teslas Lieferkette war während der Pandemie resilient und ununterbrochen.

Neue Supplier kommen ins Spiel, wenn sich Supply-Lines verschieben; Supplier, die an Batterie-Regeneration beteiligt sind, unterscheiden sich von aktuellen Batterieherstellern.

Fahrerbedürfnisse werden sich verschieben – und Downstream-Services werden den Unterschied für EVs machen. Ein Käufer eines EVs mit Million-Meilen-Batterie kommt lange nicht für neues Auto oder Batterie zurück. Autohersteller müssen zu Subscription-Services shiften: Upgrades, KI, Versicherung, Add-ons – neben dem Auto. Ein Shift von Hardware zu Software, inkl. Updates zur Effizienzsteigerung. Dieses EV-Modell hat Potenzial, den Autohandel für Direct-to-Consumer-Verkauf abzuschaffen.

Interdependente Lieferketten

2018 schlug JP Morgan vor, EVs und Hybride könnten 30 % des Marktes erobern. Der Aufstieg des EV-Ökosystems würde zu interdependenten Supply-Lines für Ladeinfrastruktur und Clean Energy Sector führen – sowie Commercial Fleet Changes und Innovationen wie Busse und Long-Haul Trucks. Eine wirklich nachhaltige Energiewende ergibt sich erst, wenn der End-to-End-Lebenszyklus von EVs (Womb-to-Tomb) nachhaltig ist – und das passiert, wenn Stromnetze – und damit Lader – auf Clean Energy umstellen. Das resultiert in Konversion der subsidiären Benzin-Supply-Lines zu Clean Energy Material Supply Lines.

Parallel zu EV-Herstellern machen Legacy-Automaker auch Gas-Motoren effizienter. Es wird wahrscheinlich einen Tipping Point geben, wo Gas-Fahrzeuge für Konsumenten kosteneffektiver sind – vorausgesetzt, Gasnachfrage und Zapfpreise sinken. Denn obwohl EVs weiter an Effizienz gewinnen und sich einem für Mittelklasse erreichbaren Preis annähern, werden EVs voraussichtlich teurer bleiben. Letztlich machen Autohersteller das Beste, wenn sie größten Marktanteil durch Verkauf von EVs UND Gas-Fahrzeugen erzielen.

Der Shift von Gas- zu Hybrid-Supply-Lines erfordert signifikanten Wandel. Der Move von reinen Gas-Motor-Teileketten zu Hybrid-Teileketten bringt added Komplexitäten. Der Shift umfasst Reshaping und Design der Supplier Tiers. So muss ein Supplier, der zuvor nur Gas-Autoteile verkaufte, Tier 2 oder 3 Supplies von reinen Gas-Part-Suppliers auf nun auch EV-Part-Suppliers erweitern. Wichtig: Personal ist Teil der Lieferkette und kann als ernsthafter Blocker dienen. Change Management ist nötig, um agile Paradigmen-Shifts zu implementieren.

EVs erobern weiter Marktanteile und drängen Legacy-Automaker, ihre Angebote – und damit ihre Lieferketten – anzupassen. Traditionelle Hersteller haben tendenziell lange, stark ausgelagerte Lieferketten – was sie anfälliger für Disruption macht. Zudem bleiben Gas-Motoren mindestens 20 Jahre – und diese Unternehmen müssen sich auf Hybrid-Produktionslinien anpassen, um Gasmotormärkte zu halten, während sie neuere EV- und ICE-Märkte erschließen. Das wird die Dynamik der Supply Lines für Upstream-Sourcing und Downstream-Service-Aspekte beeinflussen. Reine EV-Unternehmen hingegen haben ihre Fahrzeuge auf effizientes Design getrimmt, was kurze Lieferketten erfordert. Smart Contracts, die bei Supply-Disruptionen shiften, ermöglichen nimble Fertigung. Fokus auf fortlaufende Forschung zur Design-Effizienz wird EV-Firms weiter dienen, während Druck von natürlichen Ressourcenlimitierungen wächst.

Ajay Serohi ist Staff Product Manager bei Tesla.