Der nächste Wachstumsmotor in der Chemie

Nov 08, 2023

Der Automobilmarkt befindet sich in einem rasanten Wandel. Laut einer Prognose des McKinsey Center for Future Mobility werden batterieelektrische Fahrzeuge (BEVs) und Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHEVs) bis 2030 in China, Europa und Nordamerika mehr als 55 Prozent der Neufahrzeugproduktion ausmachen. Das entspricht 47 Millionen Einheiten weltweit – siebenmal mehr als im Jahr 2021.

Die Akzeptanz geht über die Start-up-Unternehmen hinaus, alle Mainstream-OEMs konzentrieren sich nun auf Elektrofahrzeuge (EVs) und die Prognosen für die Verbreitung von Elektrofahrzeugen beschleunigen sich weiter: Allein von 2024 bis 2026 werden mehr als 500 Elektrofahrzeuge-Programme auf den Markt kommen (Abbildung 1). Kurz gesagt, die Fahrzeugarchitektur von morgen wird heute definiert und bietet Chemieunternehmen nur ein begrenztes Zeitfenster, um in den kommenden Jahren Maßstäbe für Materialanwendungen zu setzen.

Obwohl Elektrofahrzeuge seit einiger Zeit ein heißes Thema in der Chemieindustrie sind,1 Weitere Informationen finden Sie unter „Was die Zukunft der Mobilität für Chemieunternehmen bereithält“, McKinsey, 21. September 2020. Ein großer Paradigmenwechsel in der Beschaffungspraxis im Automobilbereich hat den Raum geschaffen wesentlich attraktiver für Chemieunternehmen (ohne Berücksichtigung der Zellchemie, einem Markt, der von einer einzigartigen Wertschöpfungskettendynamik bestimmt wird).2 Weitere Informationen zur Batteriewertschöpfungskette finden Sie in Nicolò Campagnol, Alexander Pfeiffer und Christer Tryggestad, „Capturing the Battery Value-Chain Opportunity“, McKinsey, 7. Januar 2022. ). Während Chemikalien in der Automobilindustrie traditionell auf Stückkostenbasis betrachtet wurden und die Zulieferer kaum in der Lage waren, den Wert über den Programmlebenszyklus hinweg aufrechtzuerhalten, gehen versierte Automobil-OEMs und Tier-Zulieferer nun zu einem Systemwert-Ansatz über. Diese Akteure sind sich bewusst, dass Materiallösungen einen enormen Mehrwert bei der Kostensenkung und Verbesserung der Zuverlässigkeit teurer Teile wie Batterien, Leistungselektronik und Elektromotoren bieten können.

Um diesen Punkt zu veranschaulichen, betrachten Sie den Antriebsstrang eines typischen BEV. Die Batterie, der Wechselrichter und der Elektromotor kosten zusammen mehr als 10.000 US-Dollar – oft das Drei- bis Vierfache der Kosten ihrer entsprechenden Teile in einem herkömmlichen Fahrzeug mit Verbrennungsmotor (Abbildung 2). Daher müssen die Kosten für das Fahrzeugsystem gesenkt werden, damit BEVs eine breite Akzeptanz finden.

In diesem Zusammenhang haben führende OEMs herausgefunden, dass der Einsatz der richtigen Wärme- und Isoliermaterialien im Antriebsstrang zu einer deutlichen Steigerung der Systemeffizienz und einer Reduzierung der Garantiekosten führen kann, die sich zusammen auf mehrere hundert Dollar pro Fahrzeug belaufen können. Diese Einsparungen machen es für OEMs viel einfacher, in die Einführung dieser Materialien zu investieren.

Beispielsweise kann ein Übergang von Siliziumoxid (Si)- zu Siliziumkarbid (SiC)-Leistungsmodulen im Wechselrichter für OEMs zu Systemeinsparungen in der Größenordnung von 200 US-Dollar pro Fahrzeug führen. Dies ist auf die höhere Energieeffizienz des Halbleiters (Reduzierung der Batteriekosten) und ein optimaleres Kühlprofil (Reduzierung der Kosten für das Wärmemanagement) zurückzuführen, obwohl SiC mehr kostet als Si-Gegenstücke. Folglich können Materialinnovationen, die eine Reduzierung der Systemkosten ermöglichen, für OEMs einen enormen Mehrwert darstellen (Abbildung 3).

Hochwertige Herausforderungen, die die Vorteile von Fahrzeugsystemen vorantreiben, treten vor allem im Antriebsstrang auf. Die Industrie für Spezialmaterialien in diesen Anwendungen – Batteriezellchemie ausgenommen – könnte bis 2030 einen Branchenwertpool von mehr als 20 Milliarden US-Dollar aufweisen, der sich auf hochwertige Herausforderungen im Zusammenhang mit Energieeffizienz, Wärmemanagement und Batterielebensdauer konzentriert.

Um zu verstehen, wo das größte Potenzial für die Wertschöpfung liegt, und um die Wahrscheinlichkeit seiner Nutzung zu maximieren, sollten Materialakteure die folgenden fünf Fragen beantworten:

Chemieunternehmen werden einen enormen Nutzen aus Materialinnovationen ziehen, die Herausforderungen in den Bereichen Energieeffizienz, Wärmemanagement und Garantie lösen.

Angesichts der sich ändernden Beschaffungsdynamik ist es an der Zeit, die Beteiligung an der Automobilindustrie zu überdenken. Chemieunternehmen sind der Schlüssel zur Bewältigung der Kostenherausforderungen für OEMs in vielen kritischen Komponentenbereichen und können eine entscheidende Rolle dabei spielen, den Wandel der Automobilelektrifizierung voranzutreiben. Jetzt ist es für die Chemiekonzerne an der Zeit, diese Chance zu nutzen.