Wenn man sich mit dem Fahrzeug von Reno kommend auf der Electric Avenue der Gigafactory nähert, ist sie erst nicht zu sehen. Die Hügel der Wüste verdecken die Sicht, doch dann wird der rote Rand am weißen Gebäude sichtbar. Da oben könnte auch Stark Industries statt Tesla am Gebäude stehen. Dieser gigantische Industriekomplex, der nach seiner Fertigstellung das größte Gebäude der Welt sein wird, könnte auch vom Unternehmer Tony Stark, alias Iron Man in einem seiner Actionfilme entworfen worden sein.
Elon Musk gilt den Filmemachern als Vorbild für Robert Downey Jr. in seiner Rolle als Milliardär Tony Stark. Als Dank erhielt Musk einen Kurzauftritt in Iron Man 2 und einige Szenen wurden in seinen Space X-Hallen gefilmt. Der gebürtige Südafrikaner liebt die US-Pop-Kultur und ist längst ein Teil davon geworden. Diverse Gastauftritte in Filmen und Serien wie “The Big Bang Theory” zeugen davon. Und genau wie im Film “Charlie und die Schokoladenfabrik” verloste Musk 12 goldene Tickets zur Eröffnungsparty am Freitag (29. Juli 2016). Teilnehmen konnten nur Menschen, die am ersten Bestelltag des Model 3 ihre Order aufgegeben hatten. Insgesamt liegen für das Model 3, das ab Sommer 2017 gefertigt wird, 373.000 Vorbestellungen vor.
Der erste Spatenstich auf dem 12,14 Quadratkilometer großen Gelände in der Wüste von Nevada erfolgte im Juni 2014. Das Video zeigt den Baufortschritt. Rund 35 Kilometer östlich von Reno entsteht das Gebäude mit 540.000 Quadratmetern Grundfläche. In dem 21 Meter hohen Bau sind zwei, drei oder vier Ebenen enthalten. Von den geplanten 1,3 Millionen Quadratmetern Produktionsfläche sind zur Eröffnung gerade mal 14 Prozent fertig. Tesla baut separate Gebäudeteile. Die Trennung ermöglicht eine flexible Nutzung und soll sich bei einem Erdbeben bewähren (dann geht nicht alles kaputt). Die stufenweise Fertigstellung ermöglicht eine Produktion, während am anderen Ende noch gebaut wird. 2020 soll alles fertig sein. Dann werden Roboter und Maschinen den größten Teil der Arbeit erledigen. Dennoch will Tesla hier bis zu 10.000 Menschen beschäftigen, die Rohstoffe zu Batterien verarbeiten, alte Batterien recyceln und unterschiedliche Module für Autos und Häuser montieren.
Elon Musks Vision ist nicht weniger als die weltweite Umstellung auf eine nachhaltige Energieproduktion und Verwendung. Einfamilienhäuser, Gewerbebetriebe und große Fabriken erzeugen über Photovoltaik-Anlagen Strom auf ihren Dächern (darum will er Solar City übernehmen). Die Energie geht ins öffentliche Stromnetz (Net-Metering) oder wird in Batterien (Powerpacks und Powerwall) gespeichert − für bewölkte Stunden oder nachts. Man kann mit der Energie natürlich auch sein Model S, X oder 3 aufladen.
Das Geschäft mit Speicherbatterien
Tesla bietet für Privathaushalte die Powerwall (6,4 kWh) und für gewerbliche Nutzer das Powerpack (100 kWh) für die Speicherung von Strom an. Bislang war die Investition in eine Batterie nicht reizvoll. Neben der Batterie, die den Gleichstrom der Solarzellen aufnehmen kann, benötigt man einen Wechselrichter, da alle Geräte im Haushalt mit Wechselstrom funktionieren. Dank des Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) war es lohnender, überschüssigen Strom ins Stromnetz abzugeben. Lag die Einspeisevergütung zu Beginn bei 40 Cent pro Kilowattstunde und sie inzwischen auf 12,36 Cent gesunken. Wer nachts oder an bewölkten Tagen zusätzlichen Strom benötigt, muss für rund 30 Cent pro Kilowattstunde vom Stromanbieter hinzukaufen. Jetzt beginnt sich eine eigene Batterie im Keller oder der Garage zu lohnen.
Neben Tesla bieten in Deutschland Sonnen aus dem Allgäu Energiespeicher an. Das Produkt Sonnenbatterie wird vom ehemaligen Tesla-Deutschland-Chef Philipp Schröder vertrieben. Autohersteller BMW kooperiert mit Solarwatt und als Mercedes-Benz Energy vermarktet Accumotive die Energiespeicher für zuhause. Speicherbatterien und Elektroautos könnten – in ausreichender Zahl – ein großes Problem der erneuerbaren Energien lösen. Dank EEG werden in Deutschland bereits 30 Prozent unseres Strom aus Winde und Sonne generiert. Leider ist Wind unberechenbar und auch die Sonnenscheindauer schwankt recht stark. Wenn Sonne und Wind viel Strom liefern, aber die Nachfrage fehlt, bringt das Stromnetzes unter Druck. Das sind nämlich sehr empfindliche Konstruktionen, die stets ein Gleichgewicht aus Angebot und Nachfrage bedürfen. Als Faustregel gilt, mehr als 20 Prozent aus regenerativen Energiequellen verträgt ein Stromnetz nicht. Dem widerspricht der Chef von Stromnetzbetreiber 50Hertz zwar, doch es bleibt vorherrschende Meinung in der Branche.
Nun könnte man bei starkem Wind und wolkenfreiem Himmel die Stromüberschüsse in den Haus- und Autobatterien speichern und damit die abendliche bzw. nächtliche Nachfrage decken. Genau diese Idee verfolgt der Ökostromanbieter Lichtblick aus Hamburg. Der Schwarmdirigent ist eine Software, die Stromüberschüsse an alle beteiligten Speicher verteilt und später daraus die Nachfrage deckt.
Neue Batteriegröße aus der Gigafactory
Einfach weil es günstiger und praktischer war, hat Tesla bislang auf eine Standardgröße bei seinen Batteriezellen gesetzt. Der Typ 18650 wird auch in Laptops und anderen Geräten verwendet. Dabei sieht die eigentliche Zelle aus wie eine AA-Batterie. Sie ist mit 18 Millimeter Durchmesser und 65 mm Höhe etwas größer. Doch das Format ist nicht perfekt für Elektroautos. Darum stellt Tesla in der Gigafactory das Format um. Im Model 3 werden erstmals 21-70-Zellen zum Einsatz kommen. Sie haben einen Durchmesser von 21 mm und eine Höhe von 70 mm. Größer bedeutet auch mehr Energie. Zusätzlich verspricht Elon Musk, dass die fertigen Autobatterie-Packs nicht dicker, eher noch flacher mit den neuen Zellen ausfallen. Eine bessere Kühlung mit Flüssigkeit und eine verbesserte Anordnung in den Modulen lässt das Paket im Boden eines Elektroautos schrumpfen.
So ist eine Lithium-Ionen-Batterie aufgebaut
Werfen wir noch einen Blick auf das Herzstück der Gigafactory und letzten Endes eines Elektroautos: die Batterie. In einem Model S (85 kWh Speicherkapazität) stecken 7.104 einzelne runde Batteriezellen. 74 parallel geschaltete Zellen bilden eine Gruppe, sechs Gruppen bilden ein Modul. 16 in Reihe geschaltete Module stecken im Boden eines Model S. Die Software im Wagen entscheidet darüber, aus welcher Zelle wie viel Energie entnommen wird und wie viel Energie beim Bremsen (Rekuperation) oder beim Ladevorgang zurück geleitet wird.
Tesla setzt auf wiederaufladbare Lithium-Ionen-Batterien, wie man sie aus diversen mobilen Elektrogeräten kennt. Bislang hat die Forschung noch keine bessere Alternative präsentieren können, was Energiedichte, Gewicht und Lebensdauer angeht.
Jede Batterie besteht aus einer Kathode (Plus-Pol). Beim Ladevorgang wandern positive Lithium-Ionen durch eine flüssige Elektrolytlösung zur Anode (Minus-Pol). Beide Pole sind durch einen Separator voneinander getrennt. Die Kathode besteht aus einer hauchdünnen Aluminiumschicht, auf die ein Lithiummetalloxid aufgetragen ist. Dieser Mix enthält zu unterschiedlichen Anteilen und je nach Verwendungszweck der Batterie Nickel, Cobalt oder alternativ Mangan. Die Anode besteht aus Graphit (Kohlenstoff) auf einer Kupferfolie. Der Separator trennt beide Pole, um einen Kurzschluss zu vermeiden, ist aber so durchlässig, dass die Lithium-Ionen passieren können. Alles zusammen wird von einer Schutzhülle umgeben und dann gerollt in die runde Metallhülle eingesetzt. Danach werden einzelne Batteriezellen zu Modulen gebündelt.
