Die „Battery-Swap“-Technologie ist in der Autobranche noch wenig verbreitet. Der Großteil des Elektroauto-Marktes wird von klassischen E-Autos dominiert, die nur an Ladesäulen aufladbar sind. Das birgt einige Nachteile, vor allem zeitliche. Denn der Ladevorgang dauert meist 30 bis 90 Minuten, während ein Verbrenner in wenigen Minuten vollgetankt ist. Hinzu kommen weitere Probleme wie die begrenzte Lebensdauer und nachlassenden Stromspeicher-Kapazitäten der Batterie.
Battery Swap: Vollautomatisches Wechselsystem
Hier kommt nun „Battery-Swap“ ins Spiel: Eine innovative Technologie, die überwiegend von chinesischen Auto- und Batterieherstellern wie Nio, Geely und CATL vorangetrieben wird. Bei E-Autos, die mit dieser Funktion ausgestattet sind, lässt sich als Alternative zum klassischen Laden ein vollautomatischer Akku-Wechsel durchführen. Beide Methoden koexistieren nebeneinander und können je nach Bedarf zum Einsatz kommen. Die Strom-Tankstelle bietet sich eher für die kurzen täglichen Fahrten an, während der Batterietausch bei langen Strecken sinnvoller ist.
Der Batterie-Swap erfolgt in speziellen Wechselstationen. Der Fahrer parkt dort an einer definierten Stelle, der Rest läuft dann automatisch. Ein Roboter löst unter dem Fahrzeug die Verschraubung der Batterie und trennt den Speicherpack von der Kühlung. Der entnommene (leere oder nur noch geringfügig geladene) Akku wird zum schonenden Wiederaufladen gebracht. Bei Nio Deutschland sind pro Wechselstation rund 10 Akkus verfügbar. Eingesetzt wird dafür eine neue vollständig aufgeladene Batterie. Im Idealfall soll der Vorgang nur rund fünf Minuten dauern, bis das E-Auto wieder startklar ist.
In den Wechselstationen sind grundsätzlich Batterien mit unterschiedlichen Kapazitäten verfügbar. Dies ermöglicht eine Anreihung von modularen Batteriepacks - anstelle eines passförmig auf ein einzelnes Auto zugeschnittenen Akkus. Für mehr oder weniger Reichweite wird einfach die Anzahl der Batteriepacks verändert. Die Grundform der Batterie bleibt selbst über verschiedene Fahrzeugtypen hinweg komplett identisch. Das verhindert Kompatibilitäts-Probleme und simplifiziert den Tauschprozess enorm.
Aber sind die Kosten eines Batterie-Wechsels nicht trotzdem viel zu hoch für den Praxiseinsatz? Eigentlich schon, aber hier liegt die Krux an der Sache. Kunden müssen die neuen Batterien nicht jedes Mal kaufen. Stattdessen läuft es über ein Miet-Modell. Noch ist dieses Geschäftsmodell eine kleine Nische. In Deutschland bietet derzeit nur der chinesische Hersteller Nio die ersten dieser Battery-Swap-Stationen an – in Kooperation mit dem Energieversorger EnBW. Ein System mit Zukunft?
Nio bietet Batterie-Abos mit hoher Flexibilität
Das Batteriewechsel-Konzept funktioniert nur, wenn es eine weitflächige und ausreichend dichte Infrastruktur an Wechselstationen gibt, die eine praktikable Alternative zu (Schnell-)Ladesäulen bieten. Dann kann es für Anbieter wie Nio einen Wettbewerbsvorteil darstellen.
Für den gibt es noch weitere Vorteile wie die Option, die gelagerten Batterien in Zeiten aufzuladen, wenn der Strom relativ günstig ist (also vor allem nachts) – der Fahrer selbst kann das in dieser Form nicht tun. Weil der Akku nur vermietet wird und damit über den kompletten Lebenszyklus im Besitz des Autoproduzenten bleibt, fällt zudem das Risiko von teuren Garantiefällen komplett weg. Kaputte Batterien kann der Anbieter jederzeit entsorgen, außerdem entscheidet er selbst über die Verwertung im Endstadium – also Recycling, Integration in eine stationäre Stromspeicher-Anlage et cetera. Die Wartung und Pflege der Batterie übernimmt der Anbieter selbst oder überwacht dies und optimiert die Ladeleistung, auch mithilfe von Big-Data-Analysen. So wird gewährleistet, dass eine einzelne Batterie möglich lange hält.
Die Batterien können flexibel ausgetauscht werden, es ist nicht eine spezielle Batterie je Fahrzeugmodell erforderlich. Das ist ein Unterschied zu herkömmlichen Elektroautos. Die chinesischen Anbieter kooperieren sogar miteinander, um den Akkutausch an fremden Swap-Stationen zu ermöglichen. Nio bietet auch hohe Flexibilität bezüglich der Aufrüstung auf einen Akku mit höherer Reichweite.
Diese breite Palette an Dienstleistungen fasst der Technologie-Vorreiter aus China unter dem Überbegriff „Battery as a Service“ (BaaS) zusammen. Ein paar Informationen zu den BaaS-Konditionen von Nio in Deutschland: Es gibt zwei Abo-Versionen, eine für 169 Euro pro Monat (Batteriepack mit 75 Kilowattstunden, maximale Reichweite bis zu 445 Kilometer) und eine für 289 Euro (Batteriepack mit 100 Kilowattstunden, maximale Reichweite 580 Kilometer). Die deutschen Swap-Stationen sind allgemein von 7 Uhr morgens bis 22 Uhr abends geöffnet.
Früher konnten Nio-Kunden die Batterie gebührenfrei wechseln. Nun sind nur noch die ersten zwei Tauschvorgänge pro Monat kostenlos, ab dann wird jeweils eine Gebühr von 10 Euro fällig. Außerdem zahlen Kunden indirekt fürs Stromladen, indem die Differenz im Energiegehalt von altem und neuem Akku in Rechnung gestellt wird. Die Chinesen garantieren deutschen Kunden in Kooperation mit RWE einen moderaten Preis von 39 Cent je Kilowattstunde; früher war es mit 20 Cent noch wesentlich günstiger.
Beim Leasing vieler Nio-Fahrzeuge, was für Gewerbekunden 700 bis 900 Euro pro Monat kostet, ist das BaaS-Angebot inbegriffen und kostet nur bei Langstrecken-Batterien 100 Euro extra. Darüber hinaus bietet Nio für die drei Modelle „EL7“, „ET7“ und „ET5“ mit „Nio Subscription“ ein flexibleres Abomodell mit Zusatzfunktionen an, das je nach Wagen monatlich 800 Euro aufwärts kostet und ebenfalls die Swapping-Dienste inkludiert.
Der chinesische Hersteller ist mit seinen E-Autos in der oberen Preisklasse angesiedelt und damit unter anderem in Konkurrenz mit BMW und Mercedes. Die meisten Nio-Modelle kosten neu mehr als 70.000 Euro. Für die auf Akkuwechsel optimierten Modelle gab es übrigens lange Zeit überhaupt keine Kaufoption, was verdeutlicht, wie stark der chinesische Pionier auf Abos vertraut.
In China unterhalten Nio und Konkurrenten wie MG und Geely sowie seit kurzem der Batteriehersteller CATL bereits ein Netz an alternativen E-Tankstellen. Marktführer Nio hat in der Heimat mehr als 2300 Batteriewechsel-Stationen im Betrieb. In Deutschland sind es laut einer aktuellen Pressemitteilung gerade Mal 11, aber der Wille zur Expansion ist da. Einziger Konkurrent ist hierzulande das Berliner Startup „InfraMobility“, die gemeinsam mit dem chinesischen Batteriespezialisten „Aulton Dianba“ zwei Swap-Stationen in der Hauptstadt betreiben. Außerhalb Deutschlands ist Nio mit seinen Stationen überwiegend in den Niederlanden und den skandinavischen Staaten präsent.
Herausforderungen des Swap-Ansatzes
Die größte Hürde des Swapping-Geschäftsmodells sind die exorbitanten Kosten für den Anbieter. Die Baukosten für eine neue Wechselstation sind mit schätzungsweise 500.000 Dollar ungefähr doppelt so hoch wie für eine neue Ladesäule, wie CNBC unter Berufung auf Berechnungen eines Analysten des Private-Equity-Fonds „Mobility Impact Partners“ berichtet. In China alleine will Marktführer Nio noch in diesem Jahr 1.000 weitere Swap-Stationen errichten. Das geht extrem ins Geld und dürfte gemäß obigen Zahlen grob 500 Millionen Dollar verschlingen. All diese Zahlen beziehen sich lediglich auf China. In Deutschland und Europa sind die Baukosten bekanntlich deutlich höher.
An jeder Wechselstation zehn oder mehr Batterien auf Vorrat zu halten, ist ebenfalls alles andere als billig. Das mit Abstand wertvollste und teuerste Bauteil des Elektroautos muss mehrfach vorgehalten werden. Dies erfordert ein massives initiales Kapital-Investment, das man schwerlich über Abos wieder hereinholen kann, ohne die meisten potentiellen Kunden mit sündhaft teuren monatlichen Gebühren zu vergraulen. Nicht zu vergessen sind die hohen Ausgaben für Forschung & Entwicklung, die sich 2023 bei Nio auf umgerechnet circa 1,85 Milliarden Dollar beliefen.
Die innerchinesische Zusammenarbeit wird für den langfristigen Erfolg unabdingbar sein. Im März kündigte Nio eine Partnerschaft mit dem Batterieriesen CATL an, um Akkus mit einer längeren Lebensdauer zu entwickeln – der Fokus soll auf Batterien liegen, die mit Swap-Stationen kompatibel sind. Der Konzern unterhält zudem strategische Partnerschaften mit insgesamt sieben chinesischen Autoherstellern.
Erst vor wenigen Wochen vermeldete das Fachmagazin „CNEV-Post“, dass Nio auf seiner Website eine Seite hinzugefügt habe, wo Lieferanten und Partnerfirmen um Ratschläge zur Kostenreduktion animiert werden. „Nio maximiert die wirtschaftliche Effizienz, indem es ein Programm zur Kostenreduzierung mit allen Mitarbeitern vorantreibt. Ihr Fachwissen und Ihre Branchenerfahrung sind wichtig für das Erreichen unserer Kostensenkungsziele“, heißt es. Eine solche Aufforderung in aller Öffentlichkeit ist auch ein Indikator für das enorme Ausmaß der finanziellen Probleme des Konzerns (siehe unten).
Autopapst: „Nio fehlt in Europa ein starker Partner“
Das China-Geschäft läuft nicht perfekt, aber vor allem in Europa tut sich der Innovator schwer. „Nio fehlt in Europa ein starker Partner“, erklärt der Automobilexperte Ferdinand Dudenhöffer im Gespräch mit den Deutschen Wirtschaftsnachrichten. Bislang gibt es nur Kooperationen mit Energieanbietern, aber keine einzige Partnerschaft mit einem europäischen Autobauer. So werde es doppelt schwer, die Swap-Technologie zu verbreiten und zu skalieren.
Ein weiteres zentrales Problem sieht Dudenhöffer in den sehr hohen Vertriebskosten in Europa, die sich exemplarisch am aufwendigen Nio-House am Kurfürstendamm im Herzen Berlins zeigen. Der Innovations-Wille sei imponierend, aber ein Verlustgeschäft „kaum zu vermeiden“, so der Direktor des in Bochum ansässigen „CAR Center Automotive Research“.
Seiner Einschätzung ist die Swap-Sparte für Nio nur ein „Add-on“. Der Konzern macht aktuell nur rund zehn Prozent seines Umsatzes mit BaaS, autonomen Fahrsystemen und sonstigen Dienstleistungen; das Kerngeschäft ist immer noch der Verkauf von Elektroautos. Davon lieferte das Unternehmen von Januar bis März 30.053 Stück aus, rund drei Prozent weniger als im Vorjahreszeitraum und 40 Prozent weniger als im vierten Quartal 2023.
Nur 1.300 Neuzulassungen verzeichnete Nio vergangenes Jahr in Deutschland. Nio verkauft viel zu wenig Autos, also dass sich ein großes Netz an Wechselstationen aus Anbieter- und Kundensicht lohnen könnte. Der Autopapst sieht noch das größte Skalierungs-Potential im Mittelklasse-Modell „ET5“, welches aktuell rund 52.000 Euro kostet.
Nun steht die neue Nio-Marke „Firefly“ in den Startlöchern. Das erste Fahrzeug soll in Europa 30.000 Euro kosten und schon nächstes Jahr auf den Markt kommen. Dieses soll in Europa 30.000 Euro kosten und schon nächstes Jahr auf den Markt kommen. Ob die Billigmarke im Westen zu einem Erfolg wird, bleibt abzuwarten. Die sich anbahnenden Zollerhöhungen der EU auf chinesische E-Autos dürften indes das Europa-Geschäft noch weiter schwächen. Zwar verfügt Nio über eine Fabrik in Ungarn, aber dort werden bisher nur bestimmte Autoteile und Batteriewechstel-Stationen gefertigt.
Hohe Verluste
Mit regulären Ladestationen macht Nio laut eigenen Angaben bereits Gewinn. Bei den Swap-Stationen braucht es hingegen noch einen sehr langen Atem. Um das Batterie-Abo skalieren und damit den Kunden attraktivere Konditionen offerieren zu können, muss nicht nur ein großes Netz an kostenintensiven Wechselstationen aufgebaut und betrieben werden, sondern ist auch eine zunehmende Standardisierung der Batterien erforderlich, was derzeit kaum existiert.
Das Geschäft läuft generell mies, und Nio steckt seit vielen Jahren tief in den roten Zahlen. 2023 stand zum Jahresende ein Rekordverlust von 21,15 Milliarden Yuan (umgerechnet 2,7 Milliarden Euro) zu Buche – bei einer desolaten Nettomarge von minus 38 Prozent. Für das laufende Jahr wird ein ähnlich hoher Verlust von 18 Milliarden Yen prognostiziert. Zudem hat sich letztes Jahr auch das Umsatzwachstum erheblich verlangsamt. Ohne die Kapitalspritzen vom Abu-Dhabi-Mobilitätsfonds „CYVN Holdings“, der nach dem jüngsten 2,2 Milliarden Euro hohen Investment nun ein Fünftel der Aktienanteile hält, könnte die Lage schon sehr düster aussehen.
Hohe Verluste sind in der Anlaufphase von kapitalintensiven Geschäftsmodellen wie dem Verkauf von E-Autos normal. Tesla hat auch sehr lange gebraucht, um profitabel zu werden. Aber Nios Wette auf Battery-Swapping dürfte nicht aufgehen.
Warum konnte sich Battery-Swapping bislang nicht durchsetzen?
Der Batterietausch ist keine ganz neue Idee. Zunächst hatten das israelische Tech-Startup Better Place und der französische Autobauer Renault ein ähnliches System entwickelt und 2011 auch erste Pilotanlagen eröffnet. Das Joint Venture scheiterte, was auch daran gelegen haben mag, dass die E-Mobilität seinerzeit noch ein winziger Markt ohne politischen Rückenwind war.
Vor zehn Jahren kündigte dann der Elektroauto-Platzhirsch Tesla ein Swapping-Angebot an. Ein großes Netzwerk an Wechselstationen sollte es unter anderem ermöglichen, den Batteriepack eines „Model S“ in 90 Sekunden auszutauschen. Die Idee wurde später verworfen, wobei Konzernchef Elon Musk dies mit mangelndem Kundeninteresse begründete.
Nio setzt seit 2019 auf die Akkuwechsel-Technologie und hat nach eigenen Angaben weltweit mehr als 40 Millionen Tauschvorgänge abgeschlossen. Der größte Konkurrent außerhalb Chinas ist Stellantis, die mit dem US-Startup Ample kooperieren und aktuell einen Testlauf in Spanien durchführen.
„Damit das Swapping funktioniert, darf es kein Nischendasein führen“, erklärt Tu Le, Leiter der Beratungsfirma Sino Auto Insights gegenüber CNBC. „Die Investitionen in den Batterielagerbestand sind enorm und müssen sich über viele Tauschaktionen amortisieren.“
Europäische Autobauer und Batteriehersteller „sehr zurückhaltend“
Eine Universallösung wird der Batterietausch vermutlich nie werden. „Im Moment denke ich noch, dass die Kombination aus Tausch und Aufladen ein ziemlich attraktives Feature-Set darstellt, aber das Tauschen allein wird ihnen wahrscheinlich nicht helfen, so viele Autos zu verkaufen“, meint Le.
Dudenhöffer erwartet auch auf längere Sicht keinen Durchbruch – insbesondere in Deutschland und Europa aufgrund der infrastrukturellen Defizite. „Die Autobauer und Batteriehersteller sind sehr zurückhaltend, was dieses Thema angeht“, erläutert uns der Autoexperte. Das liege aber nicht nur an der Swap-Technologie selbst, sondern auch am Stand der E-Mobilität in Europa. Dudenhöffer meint, dass Industrie und rechts-konservative Politiker in der EU immer noch zu stark am Verbrenner festhalten.
In den Großstädten Asiens und vor allem im Reich der Mitte sei das Potential für die E-Mobilität deutlich größer. Im laufenden Jahr werden dort aktuellen Prognosen zufolge insgesamt sieben Millionen Elektroautos verkauft versus 1,6 Millionen in Europa. „In China zieht die ganze Industrie an einem Strang“, betont Dudenhöffer den Unterschied zu Europa. In China ist eine Art Einheits-Batterie aufgrund der engen Kooperation der Autohersteller und Zulieferer untereinander viel eher denkbar als im Westen.
Aber selbst in China, so der Autoexperte, machen Swap-Angebote für Pkw nur bedingt Sinn, obwohl die Infrastruktur weit fortgeschritten und der Strompreis relativ niedrig ist. Etwa sei im LKW-Segment bereits zu beobachten, wie sich der Trend in Richtung Wasserstoff verschiebt.
