Große Pläne für die Batteriezellenfertigung in Deutschland standen zuletzt unter keinem guten Stern. Das Werk des schwedischen Unternehmens Northvolt in Schleswig-Holstein, das Vorhaben der Porsche-Tochtergesellschaft Cellforce in Baden-Württemberg sowie die Batterieambitionen von Mercedes-Benz, Stellantis sowie Total Energies im Rahmen der Automotive Cells Company in Rheinland-Pfalz sind nur drei Beispiele für gescheiterte Projekte. Der chinesische Batteriehersteller SVolt hat seine Pläne für Zellfabriken in Brandenburg und im Saarland ebenfalls zurückgezogen. Die Gründe sind vielfältig. Im Vergleich mit den Rahmenbedingungen in China und den Vereinigten Staaten ist die Batteriezellenproduktion in Europa nicht wettbewerbsfähig.Die Ankündigung des amerikanischen Elektrowagenherstellers Tesla, im nächsten Jahr mit dem Hochlauf der Batteriezellenfertigung in seinem Werk in Grünheide zu beginnen, kam deshalb für viele überraschend. Auch Tesla hatte die ursprünglichen Pläne von Konzernchef Elon Musk für die Zellfertigung in Europa zurückgeschraubt und konzentrierte sich in Grünheide bisher darauf, Zellen aus der eigenen Produktion in den USA oder von Lieferanten aus China zu verbauen. Das soll sich nun schon im nächsten Jahr ändern. In seinem einzigen Werk in Europa will Tesla die Voraussetzungen für eine Zellproduktion mit einer Kapazität von bis zu 18 Gigawattstunden im Jahr schaffen.Das Vorhaben entspricht etwa einem Fünftel der ursprünglichen Pläne von Musk für Grünheide. Langfristig hatte er sogar eine Kapazität von 250 Gigawattstunden in Aussicht gestellt, bevor die Förderung von Elektroautos und grüner Energie („Inflation Reduction Act“) der amerikanischen Regierung im Standortwettbewerb mit den USA den Ausschlag für die Zellproduktion in Texas gab. Jetzt peilt Tesla in Grünheide ungefähr die gleiche Kapazität wie die VW-Tochtergesellschaft Power Co in Salzgitter an, die in der ersten Ausbaustufe 20 Gigawattstunden erreichen will. Die 18 Gigawattstunden entsprechen etwa dem Bedarf von Tesla für die Produktion von 4500 Elektrowagen vom Typ Model Y je Woche.Investitionsvolumen steigt auf eine Milliarde EuroDas Werk vor den Toren Berlins wird der erste Standort eines Elektrowagenherstellers in Europa sein, an dem neben den Fahrzeugen auch Batteriezellen gebaut werden. Tesla will dafür weitere mehr als 200 Millionen Euro in Grünheide investieren und die Investitionen für die Zell- und Batteriefertigung auf mehr als eine Milliarde Euro erhöhen. „Ein großer Teil der Investitionen fließt in Anlagetechnik; die blauen Linien markieren, wo die Anlagen positioniert werden“, sagt Tesla-Manager Robert Meyer beim Rundgang durch die Fabrik und weist auf Bodenmarkierungen in einem Reinraum. Hier wird das auf Folien aufgebrachte Elektrodenmaterial – getrennt durch einen Separator – zu einer Rolle aufgewickelt, die den Kern der Zelle ausmacht. In Anspielung auf eine Biskuitrolle mit Marmeladenfüllung sprechen die Ingenieure von einer „jelly roll“.Die meiste Entwicklungsarbeit steckt in einem anderen Reinraum der Zellfabrik, in dem die Maschinen für einen anderen Arbeitsschritt bereits installiert sind: Trockenes Elektrodenmaterial wird hier in großen Walzanlagen in einen wenige Mikrometer dünnen Film gepresst, der auf Folie aufgetragen wird. Das Trockenbeschichtungsverfahren kommt ohne Lösungsmittel als Träger des Elektrodenmaterials aus. In der Branche beherrscht das Verfahren nach Einschätzung von Marktbeobachtern derzeit nur Tesla, aber fast alle Konkurrenten arbeiten daran.Meyer arbeitete in seinen ersten drei Jahren bei Tesla an der richtigen Mischung des Elektrodenmaterials für die Großserienfertigung. Vor zwei Jahren übernahm er die Verantwortung für die Zellfertigung in Grünheide. Erst vor einem halben Jahr teilte Tesla mit, dass es in seinem Werk in Texas die Produktion von Trockenelektroden für die dort gefertigten Zellen hochgefahren hat. „Nur so kann man verstehen, weshalb Tesla die Zellfertigung jetzt auch in Deutschland machen will“, sagt der Chemiker Maximilian Fichtner, der Direktor des Helmholtz-Instituts Ulm für Elektrochemische Energiespeicherung.Das Trockenbeschichtungsverfahren senkt KostenMit dem Einsatz des Trockenbeschichtungsverfahrens spare Tesla gegenüber herkömmlichen Verfahren Zeit und Energie für die Trocknung der beschichteten Folien, sagt Fichtner: „Wenn sie nur noch einen Bruchteil der Energie benötigen, werden auch an einem Standort wie Deutschland mit hohen Energiepreisen die Karten neu gemischt.“ Tesla könne auf die bis zu hundert Meter langen Trocknungsöfen, die in der Zellfertigung üblicherweise zum Einsatz kommen, verzichten. Damit falle der Investitionsbedarf geringer aus. Das gilt auch für den Platzbedarf im Vergleich mit anderen Zellfabriken. Zudem entfallen die Kosten für die Rückgewinnung von giftigen Lösungsmitteln. „Das ist ein riesiger Kostenvorteil“, sagt Meyer von Tesla über den Gesamteffekt.Die Pläne für die Nutzung des neuen Verfahrens hatte Musk bereits 2020 bekannt gegeben. „Ich fand das schon damals wegweisend“, sagt Batterieexperte Fichtner, auch wenn es mit dem Einsatz in Fabriken dann noch länger gedauert habe. Die Technologie hatte Tesla 2019 mit der Übernahme des amerikanischen Unternehmens Maxwell Technologies für etwas mehr als 200 Millionen Dollar erworben. „Mit der Skalierung ändert sich aber der Prozess, und dann muss sich auch das Anlagendesign ändern, diese Wechselwirkung macht das sehr komplex“, sagt Tesla-Manager Meyer über den Weg zum Einsatz des Verfahrens.Tesla erhöht die Fertigungstiefe in GrünheideIn diesem Jahr will Tesla in Austin nach Angaben im jüngsten Geschäftsbericht Zellen mit einer Kapazität von 40 Gigawattstunden produzieren. Für Grünheide hatte Tesla Ende des vergangenen Jahres zunächst eine Kapazität von acht Gigawattstunden angekündigt, was ungefähr dem Bedarf für die Produktion von 2000 Elektrowagen je Woche entsprechen würde. Im Frühling wurden die Pläne für 2027 auf bis zu 18 Gigawattstunden angehoben. Werkleiter André Thierig begründet das auch mit den verbesserten Wachstumsaussichten für die Fabrik. Im Juni kündigte Tesla an, dass die Fahrzeugproduktion in Grünheide von zuletzt rund 5000 auf rund 7500 Elektrowagen je Woche steigen soll.„Grundsätzlich ist es nichts Neues, dass wir als Unternehmen eine maximal hohe Fertigungstiefe anstreben“, sagt Thierig über die Pläne für die Zellfertigung. Ziel von Tesla sei es, an allen Standorten der Fahrzeugproduktion auch in der Zellfertigung eine lokale oder regionale Unabhängigkeit zu erreichen. Anders als in seinem Autowerk in Shanghai, wo Tesla vor allem Zellen chinesischer Zulieferer verbaut, gebe es in Europa nur wenig Hersteller, die als Lieferanten infrage kommen. „Das ist ja ein Teil des Problems der europäischen Automobilindustrie, dass die Batteriezellentechnologie in Europa immer noch viel zu wenig ausgeprägt ist“, sagt Thierig.Heiner Heimes, Mitglied der Institutsleitung am Lehrstuhl für Production Engineering of E-Mobility Components an der RWTH Aachen, schätzt das ähnlich ein. Eine erfolgreiche Transformation der europäischen Automobilindustrie in Richtung Elektromobilität sei in der Theorie auch ohne eigene Kompetenz in der Zellfertigung mit globalen Mehrlieferantenstrategien möglich. „Aber wenn ich selbst nicht die Kompetenzen habe, begebe ich mich in eine große Abhängigkeit, die sich in der Zellfertigung auch nicht so schnell wieder beheben lässt“, sagt Heimes. Beispiele wie Northvolt zeigten, wie wichtig ein über Jahre aufgebautes Erfahrungswissen für die wirtschaftliche Produktion von Batteriezellen ist.Ein Projekt wie die Zellfabrik von Tesla könne sich positiv auf das europäische Batterieökosystem auswirken, sagt Heimes. „Wenn Produktionsstätten in Deutschland aufgebaut werden, ist es natürlich viel wahrscheinlicher, dass auch deutsche oder europäische Maschinen- und Anlagenbauer zum Zug kommen“, sagt er. Mit Grohmann Engineering hatte Tesla bereits 2017 einen deutschen Anlagenbauer übernommen, der zuvor für deutsche Automobilhersteller unter anderem Produktionsstraßen für die Batteriefertigung errichtet hat. „Wir haben viele Kapazitäten inhouse, auch was die Anlagenentwicklung angeht“, sagt Tesla-Manager Meyer.Die Idee eines Batterieclusters braucht neuen SchwungAuch den Ambitionen für einen Batteriecluster in Ostdeutschland könnten die Pläne von Tesla neuen Schwung verleihen. „Für die Batteriewirtschaft in Brandenburg ist die jüngste Entwicklung bei Tesla ein wichtiges Signal“, sagt Steffen Kammradt, der Geschäftsführer der Wirtschaftsförderung Brandenburg. „Wir haben die Chance, gemeinsam mit starken Playern wie Tesla und BASF eine starke neue Industrie aufzubauen“, sagt Mirco Wojnarowicz, der Geschäftsführer des deutsch-kanadischen Unternehmens Rock Tech, das einen Lithiumkonverter in Guben an der Grenze zu Polen plant und dort – ebenso wie BASF mit der Batterierecyclinganlage in Schwarzheide – batteriefähiges Material produzieren will.„Die Zellproduktion in Europa ist zwingend notwendig, unter anderem für den Aufbau einer regionalen Lieferkette und insbesondere für das Recycling“, sagt Stefan Scherer, der Geschäftsführer von AMG Lithium. Die Tochtergesellschaft der AMG Critical Materials hat in Bitterfeld die erste Lithiumraffinerie in Europa in Betrieb genommen und vor wenigen Wochen die Kontrolle über ein Projekt für eine große Lithiummine im Erzgebirge übernommen. Ein Unternehmen wie Tesla bringe für den komplexen Hochlauf einer Zell- und Batterieproduktion die nötige Erfahrung und das erforderliche Know-how mit, sagt Scherer.In Grünheide wachsen mit den Plänen für die Zellfertigung neue Sorgen vor möglichen Umweltauswirkungen, insbesondere auf das Grundwasser. „Natürlich brauchen wir zunehmend mehr Batterien. Die Produktion von Batterien in einem Wasserschutzgebiet durch Tesla muss jedoch sofort gestoppt werden“, fordert Steffen Schorcht von der Bürgerinitiative Grünheide, der auch dem Bundesvorstand der Grünen Liga angehört. Dass Tesla wegen der Anwendung des Trockenbeschichtungsverfahrens in der Zellfertigung keinen zusätzlichen Wasserbedarf hat, ändere nichts am Risiko des Eintrags von Chemikalien aus der Zellproduktion in das Grundwasser, sagt Schorcht.Erfahrung ist ausdrücklich kein KriteriumTesla-Werkleiter Thierig verweist darauf, dass die Zellfabrik wie alle anderen Produktionsanlagen in Grünheide, die mit wassergefährdenden Stoffen arbeiten, auf Betondichtwannen steht und ein engmaschiges Wassermonitoring durchgeführt wird. Das Landesamt für Umwelt Brandenburg hält in seinem Genehmigungsbescheid für die Zellfabrik fest, dass die Voraussetzungen der bereits für die Autofabrik von Tesla erteilten Befreiung vom Verbot der Errichtung von Industrieanlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen weiterhin gegeben seien.Der Hochlauf der Zellfertigung in Grünheide wäre nach den vielen Rückschlägen für die Batteriezellenproduktion in Deutschland nicht nur für Tesla von Bedeutung. „Ich halte das auch für den Standort Deutschland für einen sehr relevanten Vorgang“, sagt der Batterieexperte Fichtner. Sollte es Tesla in Grünheide gelingen, auf Basis des Trockenbeschichtungsverfahrens und trotz vergleichsweise hoher Energiekosten eine wettbewerbsfähige Produktion in Gang zu setzen, könnte das den Blick der gesamten Industrie auf den Standort verändern, sagt er.„Wenn da Zellen wie geschnitten Brot rauskommen, werden auch andere wieder neuen Mut fassen“, sagt Fichtner. Tesla-Manager Meyer ist für die ambitionierten Pläne in Grünheide zuversichtlich. „Die größte Herausforderung wird sein, die 1500 Mitarbeiter zu finden, die wir für den Hochlauf einstellen wollen“, sagt er. Gesucht werden für die Zellfabrik unter anderem Instandhaltungstechniker, Mechatroniker, Automatisierungstechniker und Elektriker. „Wir sind uns darüber im Klaren, dass wir hier Pionierarbeit in Europa leisten“, sagt Meyer. Erfahrung in der Zellproduktion sei deshalb ausdrücklich kein Einstellungskriterium.