Elon Musks Vision von der "Gigafactory"

Elon Musk, Gründer von Tesla Motors, will 2017 eine Fabrik eröffnen, die die Weltjahresproduktion an Lithium-Ionen-Akkus auf einen Schlag verdoppeln soll. Der Plan birgt jede Menge Risiken.

Man sieht sie nicht, doch sie sind allgegenwärtig: Lithium-Ionen-Akkus. Sie versorgen Millionen Laptops, Smartphones und Tablet-Rechner mit Strom. Elon Musk, CEO des Elektroauto-Herstellers Tesla Motors, ist das noch nicht genug. Er plant, 2017 eine gigantische Fabrik zu errichten, die die Weltproduktion von Lithium-Ionen-Akkus auf einen Schlag mehr als verdoppeln würde. Noch ist die Planung am Anfang, doch sind bereits vier US-Bundesstaaten mit Tesla in Verhandlungen um den Standort der Fabrik.

Von Elon Musk ist man spektakuläre Pläne gewöhnt. Neben Tesla hat der umtriebige Silicon-Valley-Unternehmer auch SpaceX gegründet. Das Raumfahrtunternehmen beliefert inzwischen mit eigenen Raketen die Internationale Raumstation ISS. Auch wenn Musk damit bereits gezeigt hat, zu welchen Unternehmungen er in der Lage ist, scheint die „Gigafactory“, wie er sie nennt, doch gewagt.

Im vergangenen Jahr verkaufte Tesla zwar 23.000 Fahrzeuge. Die Gigafactory würde im Jahr 2020 aber Akkus für eine halbe Million Elektroautos produzieren. Die Energiemenge, die mit der gesamten Fabrikproduktion gespeichert werden könnte, läge bei 35 Millionen Kilowattstunden. Ungewöhnlich ist der Plan auch insofern, als Akku-Hersteller neue Produktionskapazitäten erst ankündigen, wenn die Finanzierung steht und der Standort ausgewählt ist. Zudem fahren sie ihre Produktion schrittweise hoch. Ganz anders das Projekt von Musk, das gewissermaßen von Null auf Hundert gehen soll.

Verwirrend ist auch der Zeitpunkt. Denn das Geschäft der Auto-Akku-Hersteller lief zuletzt nicht allzu gut. 2009 hatte US-Präsident Obama ein 2,4 Milliarden Dollar schweres Förderprogramm bekannt gegeben, das eine neue Akku-Industrie aus dem Boden stampfen sollte. Daraus wurde bislang nichts, auch weil der Absatz von Elektroautos schleppend läuft. Ein Akku-Hersteller, A123 Systems, meldete im vergangenen Jahr gar Insolvenz an.

Was also macht Musk so zuversichtlich, dass sein Plan aufgeht? Er setzt offenbar darauf, dass Tesla selbst den Markt für Elektroautos deutlich ausweiten kann. Soll die Gigafactory funktionieren, müsste Tesla zehnmal so viele Fahrzeuge verkaufen wie der große Konkurrent Nissan, die Nummer 1 im weltweiten Elektroautomarkt im vergangenen Jahr. Allerdings konnte Tesla auf dem US-Markt schon mit Nissan gleichziehen – obwohl das Model S dreimal so teuer ist wie der Nissan Leaf.

Musk vertraut anscheinend auf den Skaleneffekt seiner Gigafactory: Bei dem anvisierten Ausstoß könnten die Herstellungskosten für Lithium-Ionen-Akkus kräftig sinken. Sollte das passieren, könnte auch Tesla ein Elektroauto für den Massenmarkt herausbringen und damit dem Nissan Leaf und dem Chevrolet Volt Konkurrenz machen. Dafür würde auch sprechen, dass die Tesla-Wagen eine mehr als doppelt so große Reichweite wie die Autos der Konkurrenz haben.

Doch kann die Gigafactory wirklich eine bedeutende Kostensenkung erreichen? In einer Präsentation vor Investoren war von 30 Prozent die Rede. Tesla habe sich einen guten Ruf erworben, Auto-Akkus billiger machen zu können, und auch andere Fabriken könnten durch schrittweise Verbesserungen ihre Kosten bis 2020 um 15 Prozent reduzieren, sagt Menahem Anderman, Präsident von Advanced Automotive Batteries. Wo die restlichen 15 Prozent herkommen könnten, sei jedoch unklar.

Tesla verlässt sich aber nicht nur auf die üblichen Skaleneffekte. Auch das ungewöhnliche Konzept der Gigafactory soll bei der Kostensenkung helfen. Die Akkus sollen dort nicht nur montiert, sondern auch die Komponenten vor Ort aus Rohmaterialien produziert werden.

Üblicherweise kommen die Komponenten von Zulieferern: Elektrolyte aus Chemiefabriken und Graphit-Elektroden aus Anlagen, die auch Graphit für Autoreifen und andere Anwendungen herstellen. Elektrolyte und Elektroden gehen dann an Fabriken, in denen sie zunächst zu Batteriezellen verarbeitet werden. In einer weiteren Fabrik werden sie dann mit elektronischer Steuerung und Kühlsystem zu den Akku-Packs zusammengebaut, die ins Auto kommen.

Musk will nun sämtliche Schritte dieser Fertigung unter einem Dach vereinen. In der Gigafactory sollen auch alte Akkus recycelt werden. Als Stromquelle setzt er auf Solar- und Windenergie. Brett Smith, Kodirektor am Center for Automotive Research, kann sich durchaus vorstellen, dass Musks Ansatz zur Kostensenkung beiträgt. Allerdings müsste Tesla hierfür Expertise einkaufen.

Für die bisherige Fertigungsstruktur spricht, dass Zulieferer ihrerseits Skaleneffekte nutzen können, um Komponenten möglichst günstig zu fertigen. Elektrolyte in einer großen Chemiefabrik herzustellen, die auch andere Produkte hat, kann billiger sein, als es in einer eigenen Anlage in die Hand zu nehmen. Panasonic etwa, das derzeit Tesla mit Batteriezellen beliefert, kann auf das Knowhow von Mitarbeitern zurückgreifen, die zum Teil über eine jahrzehntelange Erfahrung in der Branche verfügen.

„Die Hersteller haben in der Vergangenheit beide Ansätze ausprobiert, und beide können funktionieren“, weiß Jack Hu, Verfahrenstechniker an der University of Michigan. Eine Gigafactory, wie Musk sie plant, müsse aber flexibel sein. „Man kann sie bauen“, sagt Hu, „die Frage ist nur, wie.“ Die Fertigung von Akkus sei ein komplexes Unterfangen aus vielen einzelnen Schritten. Hängen diese Schritte voneinander ab, wäre die Gigafactory keine gute Idee: „Sie wäre schwierig zu betreiben, hätte eine Menge Leerlauf und täte sich schwer, Qualitätsprobleme aufzuspüren.“

Neben den technischen Schwierigkeiten könnte Tesla auch Probleme haben, Partner für das Konzept zu gewinnen. Die Fabrik würde fünf Milliarden Dollar kosten, zwei Milliarden will Tesla einzahlen. Verkauft der Autobauer nicht genug Fahrzeuge, gibt es keinen Ausweichmarkt für die Akkus. Das macht die Investition riskant.

Doch unabhängig davon, ob die Fabrik tatsächlich so gebaut wird wie angekündigt, ist Musks Plan ein kluger Schachzug. Allein die enorme Größe des Vorhabens könnte Verhandlungen mit den um den Standort buhlenden Bundesstaaten günstig beeinflussen. Einige erwägen bereits, Gesetze zu ändern, die bislang den Absatz von Tesla-Fahrzeugen behindern.

Die Kühnheit des Vorhabens könnte wiederum Panasonic und andere Firmen dazu bewegen, sich auf eine Kooperation einzulassen, auch wenn die Dimensionen der Gigafactory abgespeckt werden, etwa auf eine Akku-Jahresproduktion für 100.000 Fahrzeuge. „Panasonic kann es sich nicht leisten, bei dem Geschäft außen vor zu bleiben“, sagt Anderman.

Aus einer anderen Perspektive ist Musks Plan jedoch längst nicht so kühn. 500.000 Autos ist ein Bruchteil der Weltjahresproduktion. Die großen drei der Autoindustrie, Toyota, General Motors und Volkswagen verkauften im vergangenen Jahr jeweils knapp zehn Millionen Fahrzeuge. Wenn Elektroautos in diesem Geschäft je ein ernstzunehmender Faktor werden sollen, ist dazu mehr als eine Gigafactory nötig.

(nbo)