Tesla Gigafactory 1

Datei:Tesla Gigafactory 1 - December 2019.jpg

Drohnenansicht der Gigafactory (2019)

Die Tesla Gigafactory 1, auch Gigafactory Nevada, ist eine Fabrikanlage des US-amerikanischen Automobilherstellers Tesla bei Reno in Nevada. Dort werden Lithium-Ionen-Akkumulatoren (in Kooperation mit Panasonic), Elektromotoren, der stationäre Stromspeicher Tesla Powerwall und seit 2026 der Elektro-Lkw Tesla Semi produziert.

Baustart war im Mai 2014, die ersten Produkte aus der Fabrik wurden 2016 geliefert. Die Bauarbeiten sollten in Teilabschnitten erfolgen und bis 2020 andauern. Das Gesamtprojekt sollte einen Kostenumfang von bis zu 5 Milliarden US-Dollar haben und 6500 Arbeitsplätze schaffen.<ref>„Gigafactory“: Tesla baut riesige Batteriefabrik in Nevada. In: Frankfurter Allgemeine Zeitung. 4. September 2014, ISSN 0174-4909 (faz.net [abgerufen am 11. August 2017]). </ref>

Projekt

Tesla baute mit der Panasonic Corporation<ref>US-Elektroautohersteller: Tesla und Panasonic bauen riesige Batterienfabrik. In: spiegel.de. Spiegel Online, 31. Juli 2014, abgerufen am 31. Juli 2014.</ref> und anderen Zulieferern wie der Heitkamp & Thumann Gruppe<ref>H&T Battery Components: Erfolgreicher Produktionsstart bei H&T. Abgerufen am 3. Februar 2017. </ref> eine Fabrik für Lithium-Ionen-Zellen und Batteriepakete, die (Stand 2017) ab 2018 etwa 500.000 Elektroautos jährlich mit preisgünstigen Batteriepaketen versorgen sollte.

Die Kathoden der hier hergestellten NCA-Zellen bestehen nur noch zu 2,8 Prozent aus Cobalt. Der Stand der Technik lag 2017 bei ca. 8 Prozent Cobaltanteil, bei etlichen Herstellern sogar darüber.<ref>Tesla will in der nächsten Akku-Generation überhaupt kein Kobalt mehr verwenden, sagt Musk, Teslamag, 14. Juni 2018</ref> Für die kommende Zellgeneration will Tesla gar kein Cobalt für die Zellen nutzen.

Die Verwendung von Cobalt wird kritisiert, weil mehr als die Hälfte des globalen Cobaltbedarfs in der Demokratischen Republik Kongo geschürft wird und, laut Amnesty International, dort beim Cobalt-Abbau Kinderarbeit (Alter 15–17 Jahre) üblich (ca. 40.000 Kinder) sei. Zudem ist der Gewinnungsprozeß äußerst aufwendig und umweltschädigend. Allerdings ist die Cobaltgewinnung ein Abfallprodukt des Kupfer- und Nickelabbaus. Die Kinderarbeit bliebe bestehen, wenn Kobalt aus den Akkuzellen verschwindet, da Kupfer und Nickel weiter abgebaut werden.<ref>https://www.amnesty.de/allgemein/pressemitteilung/demokratische-republik-kongo-vw-daimler-und-andere-konzerne-muessen</ref> Zum Projekt gehören zudem Erneuerbare-Energien-Anlagen wie Solar- und Windkraftanlagen.<ref>Tesla-Präsentation: Planned 2020 Gigafactory Production Exceeds 2013 Global Production. In: teslamotors.com. Tesla, 2013, abgerufen am 10. März 2014 (PDF; 7,0 MB, S. 3, englisch).</ref>

Die Fabrik sollte die Kosten für Batterien um 30 Prozent senken. Ziel war, jährlich Zellen mit 35 GWh Gesamtkapazität (GWh/a) herzustellen.<ref>Gigafactory. In: teslamotors.com. Tesla, 26. Februar 2014, abgerufen am 30. Juli 2014 (englisch).</ref><ref>Kirsten Korosec: Here’s why Tesla’s massive new factory will change everything. In: time.com. Time, abgerufen am 11. März 2014. </ref> Dies ist mehr als die gesamte weltweite Produktion im Jahr 2013.<ref>Tesla-Präsentation: Planned 2020 Gigafactory Production Exceeds 2013 Global Production. In: teslamotors.com. Tesla, 2013, abgerufen am 10. März 2014 (PDF; 7,0 MB, S. 1, englisch).</ref> Im Sommer 2018 wurde eine Produktionsrate von (hochgerechnet) 20 GWh/a erreicht. Bei der Aktionärsversammlung 2016 gab Elon Musk neue Zahlen heraus, nach denen Tesla auf der gleichen Fläche 105 GWh/a Zellen und 150 GWh/a Packs herstellen will.<ref>Tesla und Panasonic werden Zellen vom Typ 20700 in der Gigafactory herstellen. In: teslamag.de. Teslamag, 1. Juni 2016, abgerufen am 30. Juli 2016.</ref><ref>Tina Kaiser: Teslas „Gigafactory“ ermöglicht E-Autos für alle. In: welt.de. Die Welt, 27. Februar 2014, abgerufen am 9. März 2014.</ref><ref>Bill Howard: Tesla’s Gigafactory: The next step in Musk’s domination of the battery-powered world. In: extremetech.com. ExtremeTech, 28. Februar 2014, abgerufen am 9. März 2014 (englisch).</ref>

Geschichte

Datei:Steve Jurvetson on the Tesla Gigafactory Construction Tour (16735645181).jpg

Bild von der Baustelle der inzwischen im Hinblick auf weitere geplante Fabriken Gigafactory 1 genannten Akkumulatorenfabrik in Nevada mit Tesla-Motors-Aufsichtsrat und -Investor Steve Jurvetson. Die Höhe der Fabrikhalle beträgt 22 Meter.

Die Pläne zu einer eigenen Batteriefertigung in einer „Gigafactory“ wurden im November 2013 bekannt.<ref>Vlad Savov: Tesla's solution to battery shortages is to build its own 'giga factory'. 6. November 2013, abgerufen am 11. August 2017. </ref> Als Standort kamen zuerst die US-Bundesstaaten Texas, Nevada, Arizona, New Mexico und Kalifornien infrage.

Im Juli 2014 wurde Panasonic als Partner von Tesla bei dem Bau der neuen Fabrik benannt.<ref>Charlie Osborne: Panasonic to pour billions of yen in Tesla's gigafactory as initial investment. In: ZDNet. 7. Oktober 2014, abgerufen am 11. August 2017 (). </ref> Der geschätzte Umfang des Projektes beträgt 5 Milliarden US-Dollar.<ref>Nate Swanner: Tesla's Nevada Gigafactory to cost $5 billion. In: SlashGear.com. 16. Januar 2015, abgerufen am 11. August 2017 (). </ref> Dabei sollen bis zum Jahre 2022 ca. 6500 Arbeitsplätze geschaffen werden. Im September 2014 wurde der Standort im Tahoe Reno Industrial Center in der Nähe von Reno in Nevada bekanntgegeben.<ref>Tesla details employment, investment plans for gigafactory. In: tahoereno.com. Tahoe Reno Industrial Center, 24. Oktober 2014, archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am 7. November 2014; abgerufen am 7. November 2014 ().  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.tahoereno.com </ref> Die Bauarbeiten hatten aber bereits im Mai 2014 begonnen.<ref>Jason Hidalgo, Anjeanette Damon: David vs. Goliath: NV, Texas square off for Tesla. In: rgj.com. Reno Gazette-Journal, 9. Juni 2014, abgerufen am 7. April 2018 (). </ref>

Auf der CES 2016 verkündete der Panasonic-Präsident Kazuhiro Tsuga eine Investition von 1,6 Milliarden US-Dollar in die Fabrik.<ref>Mike Ramsey: Panasonic Will Bet Big on Gigafactory. In: Wall Street Journal. 7. Januar 2016, ISSN 0099-9660 (wsj.com [abgerufen am 11. August 2017]). </ref> Panasonic hatte für diesen Zweck die Panasonic Energy Corporation of North America gegründet.<ref name="ibt1699383">Angelo Young: Tesla Gigafactory Update: Panasonic Establishes US Company In Nevada. In: ibtimes.com. International Business Times, 3. Oktober 2014, abgerufen am 4. Januar 2015 (englisch).</ref> Nach dem Bekanntwerden der Anzahl der Model-3-Reservierungen im April 2016 stockte Panasonic die Investition auf 3,9 Milliarden US-Dollar auf.<ref>Panasonic to raise $3.9 billion, partly to finance Tesla plant investment. (yahoo.com [abgerufen am 11. August 2017]). </ref>

Die Einweihung des fertiggestellten Teils von 14 Prozent der Gigafactory fand am 30. Juli 2016 statt.<ref>Teslas „Gigafactory“ – Elon Musks bisher größte Wette – geht in Betrieb. In: wirtschaftsblatt.at. Wirtschaftsblatt, 30. Juli 2016, archiviert vom Vorlage:IconExternal am 1. August 2016; abgerufen am 31. Juli 2016. </ref> Zu diesem Zeitpunkt waren 3 der geplanten 21 Bauabschnitte fertig errichtet.<ref>Seth Weintraub: Tesla Gigafactory tour roundup and tidbits: ‘This is the coolest factory in the world’. In: Electrek. 28. Juli 2016, abgerufen am 11. August 2017. </ref> Im ersten Quartal 2016 konnte bereits eine limitierte Produktion von Akkupacks für stationäre Stromspeicher beginnen.<ref>Tesla Starts Off 2016 By Producing & Delivering Powerwall. Abgerufen am 11. August 2017. </ref> Im Oktober 2016 berichtete Tesla, dass in der Gigafactory außer Akkumulatoren und Akkupacks auch Elektromotoren und Antriebseinheiten produziert werden sollen.<ref>Fred Lambert: Tesla is building new ‘drive unit production lines’ at the Gigafactory, will not only manufacture battery packs. In: Electrek. 15. Oktober 2016, abgerufen am 11. August 2017. </ref> Am 4. Januar 2017 begann die Produktion der ersten Zellen für Tesla Powerwalls und Powerpacks.<ref name=":0" />

Spätestens ab 2024 baute Tesla in nordwestlicher Richtung zur bestehenden Fabrikanlage eine separate Erweiterung.<ref>https://insidetesla.de/tesla-semi-fortschritte-bau-fabrik-in-nevada/</ref> Seit Ende April 2026 läuft dort die Serienfertigung des Tesla Semi.<ref>Tesla startet Serienproduktion des Tesla Semi. IAA, 5. Mai 2026, abgerufen am 18. Mai 2026. </ref>

Ab Mai 2026 fertigte Tesla in der Gigafactory Nevada erstmals Zellen mit LFP-Zellchemie, die in Tesla Megapacks verbaut werden.<ref>LFP BATTERY TECH 2026 | Tesla's First US LFP Cell Factory. Abgerufen am 22. Mai 2026 (). </ref>

Standort und staatliche Förderung

Die Fabrik befindet sich im Tahoe Reno Industrial Center in der Nähe von Reno in Nevada. Die Nutzfläche der Fabrik wird auf einen Quadratkilometer geschätzt, es sollten zwei bis vier Quadratkilometer Land erworben werden. Nach ihrer Fertigstellung sollte die zweistöckige Fabrik das größte Produktionsgebäude der Welt sein.<ref>Christiane Hanna Henkel: Tesla baut die größte Fabrik der Welt. In: nzz.ch. Neue Zürcher Zeitung, 22. November 2014, abgerufen am 22. November 2014.</ref> Um Tesla in Reno anzusiedeln, stellte Nevada insgesamt 1,9 Milliarden US-Dollar an Steuervergünstigungen und anderen Erleichterungen zur Verfügung.<ref>Charles Fleming: Tesla 'gigafactory' will 'change Nevada forever,' Gov. Sandoval says. In: latimes.com. Los Angeles Times, 5. September 2014, abgerufen am 5. September 2014 (englisch).</ref> In einer Sondersitzung verabschiedeten der Senat und das Unterhaus Nevadas eine Reihe von Gesetzesänderungen jeweils einstimmig, die Tesla 1,3 Milliarden Dollar an Steuersubventionen gewährten.<ref>Nevada Lawmakers Unanimously Approve $1.3 Billion In Tax Breaks For Tesla ‘Gigafactory’. In: sanfrancisco.cbslocal.com. Columbia Broadcasting System, 11. September 2014, abgerufen am 12. September 2014 (englisch).</ref>

Hintergrund

Datei:Lithium-Ion Cell cylindric.JPG

Zylindrische Zelle (18650) vor dem Zusammenbau

Basis des Energiespeichersystems von Tesla sind Lithium-Ionen-Rundzellen im Format 18650, deren Zylinder einen Durchmesser von 18 mm und eine Länge von 65 mm aufweisen. Diese Größe wurde schon milliardenfach für Notebooks produziert. Die Rundzellen mit kostengünstig gewickelten Wirkschichten kosteten 2014 190 bis 200 Dollar pro kWh. Dagegen lagen die Kosten großformatiger Zellen, deren Wirkschichten aufwendiger gestapelt oder gefaltet werden, bei 240 bis 250 US-Dollar pro kWh.<ref name="auto-pro">Andreas Karius: (Memento) von Studie: Tesla-Gigafactory bedroht andere Batteriehersteller. In: automobil-produktion.de. Verlag moderne Industrie, 3. März 2014, abgerufen am 31. Juli 2016.</ref>

Tesla schließt jede der 18650-Rundzellen in ein Stahlgehäuse ein, um die Wärme beim Laden und Entladen abzuführen. Die wegen der geringen Zellgröße große Oberfläche ermöglicht die effektive Abgabe entstehender Wärme an die Umgebung. Die geringe Größe der Einzelzelle erlaubt auch eine präzise Steuerung der Ladung und Entladung und hilft, Überlastungen zu vermeiden, was die Zell-Lebensdauer erhöht.

Beim Batteriepack des alten Tesla Roadster wurden zum Beispiel 69 Zellen parallel als Block verdrahtet. Neun Blöcke wurden für Lagen in Reihe geschaltet, und elf Lagen wurden in Reihe in das Satzgehäuse eingefügt. Insgesamt entstand so ein Satz aus 6.831 Zellen (69P99S). Das Batteriepaket wog etwa 408 kg, speicherte 56 kWh an elektrischer Energie und lieferte bis zu 215 kW an elektrischer Leistung. Für eine effektive Wärmeübertragung aus jeder Zelle wurde Kühlflüssigkeit durch den Satz gepumpt. Die Kühlung sorgt für eine optimale Betriebstemperatur und dient neben der Einzelsteuerung der Zellen beim Laden und Entladen dem Erreichen einer hohen Zell-Lebensdauer. Im Paket dienen Sensoren der Regelung der Temperatur. Unterhalb der Betriebstemperatur werden die Zellen beheizt, oberhalb wird Wärme abgeführt über einen Kühlmittelkreislauf. Der ganze Pack ist von einer Stahlhülle umgeben.<ref>Roadster Innovationen: Akku-Technologie des Roadsters. In: teslamotors.com. Tesla, 2011, archiviert vom Vorlage:IconExternal am 7. Januar 2012; abgerufen am 30. Juli 2016. </ref>

Für die Automodelle Tesla Model S und Tesla Model X wurden Zellen der Größe 18650 als Antriebsbatterie in die Bodengruppe integriert, für die Integration im Tesla Model 3, der Tesla Powerwall und dem Tesla Powerpack dagegen werden Zellen der Größe 21700 produziert. Dieser Optimierungsschritt soll die Energiedichte des Packs erhöhen und die Kosten senken.<ref name=":0">Battery Cell Production Begins at the Gigafactory. 4. Januar 2017, abgerufen am 11. Januar 2017. </ref>

Zusätzlicher Markt außerhalb des Automobilsektors

Nach der Übernahme von SolarCity<ref>Tesla’s Acquisition of SolarCity Receives Shareholder Approval. In: www.tesla.com. Abgerufen am 11. Januar 2017. </ref> durch Tesla sollte die Tesla Powerwall, ein Energiespeicher für Haushalte, zusammen mit einem Solardach vermarktet werden, um Solarenergie zu jeder Tageszeit nutzen zu können.<ref>Tesla and SolarCity. In: www.tesla.com. Abgerufen am 11. Januar 2017. </ref>

Außerdem wurde ein Batteriepack für Industrie-Anwendungen angeboten, wie seit 2013 bereits von SolarCity. Damit können Energieversorger und Netzbetreiber kurzfristig Schwankungen der Netzbelastung ausgleichen.<ref>Jonathan Fahey: SolarCity turns to Tesla for batteries to soak up solar power. In: mercurynews.com. San Jose Mercury News, 12. Mai 2013 (englisch).</ref>

Die California Public Utilities Commission – die kalifornische Regulierungsbehörde für Stromversorger – verfolgte das Ziel, in Kalifornien bis 2020 eine Leistungsreserve von 1,3 Gigawatt vorzuhalten, genug um 993.750 typische Häuser mit Strom zu beliefern.<ref>David R. Baker: Tesla sees electric future outside the automobile. In: sfgate.com. Hearst Communications Inc., 28. Februar 2014, abgerufen am 31. Juli 2016 (englisch).</ref>

Rohstoffversorgung

Tesla Motors schloss 2015 ergänzend zur Sicherung der Versorgung der Gigafactory mit Lithium Lieferverträge mit den Minenfirmen Bacanora Minerals Ltd und Rare Earth Minerals Plc. Diese sollten als Partner des Sonora Lithium Project zum Abbau einer Erzlagerstätte in Nordmexiko eine Mine finanzieren und aufbauen sowie die Gigafactory für fünf Jahre zu vereinbarten Preisen beliefern. Die Mine sollte jährlich 35.000 Tonnen Lithiumhydroxid bzw. Lithiumcarbonat liefern, wobei eine Erweiterung auf 50.000 Tonnen jährlich optional war.<ref>Megan Geuss: Tesla strikes deal to buy lithium hydroxide mined in northern Mexico. In: arstechnica.com. Wired Media Group, 30. August 2015, abgerufen am 19. November 2015 (englisch).</ref><ref>Katie Fehrenbacher: Tesla agrees to buy lithium from Mexican mine for its Gigafactory. In: fortune.com. Fortune Magazine, 29. August 2015, abgerufen am 28. Dezember 2015 (). </ref>

Weitere Tesla-Fabriken

Tesla bezeichnet die Fabrik von SolarCity in Buffalo als Gigafactory 2. Dort werden Photovoltaik-Komponenten hergestellt. Die Gigafactory 3 steht nahe Shanghai in China. Die Verträge hierzu wurden mit der Regierung von Shanghai im Juli 2018 unterzeichnet. Die Fabrik sollte ursprünglich die gleiche Menge an Fahrzeugen produzieren wie das Werk in Fremont, 500.000 Stück pro Jahr.<ref>https://teslamag.de/news/offiziell-tesla-vertrag-produktionsstaette-china-19447</ref> Die Gigafactory Berlin-Brandenburg (Gigafactory 4) als Produktionsstandort für den europäischen Markt wurde im November 2019 angekündigt, seit März 2022 werden dort Fahrzeuge produziert. Die Bauarbeiten für Gigafactory 5 bei Austin in Texas begannen Ende Juli 2020.<ref>Gary Gastelu: The Tesla Cybertruck will be built in Texas and is getting an interplanetary update. 23. Juli 2020, abgerufen am 9. Januar 2021 (). </ref> Ein erster Teil des Werks wurde im ersten Quartal 2022 fertiggestellt und am 7. April 2022 von Tesla-CEO Elon Musk offiziell eröffnet.<ref>Andrew J. Hawkins: Tesla officially opens Texas Gigafactory. In: theverge.com. 8. April 2022, abgerufen am 29. Juli 2022 (). </ref>

Weblinks

Commons: Tesla Gigafactory 1 – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Offizielle Website
• Panasonic and Tesla Sign Agreement for the Gigafactory. In: panasonic.com. 31. Juli 2014, archiviert vom Vorlage:IconExternal am 1. Juni 2015; abgerufen am 2. April 2018 (, Offizielles Statement von Panasonic zum Projekt und zur Kooperation mit Tesla Motors).  bzw. auf Teslas Website abrufbar

Einzelnachweise

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