Im Jahr 2025 könnte der Anteil von Elektrofahrzeugen an den Neuzulassungen von Pkw weltweit bei 15 bis 25 Prozent liegen“, prognostiziert der ehemalige VDA-Präsident Matthias Wissmann. Dieser, teilweise auch politisch getriebene Schritt bedarf einer erheblichen Umstrukturierung des gesamten Automotive Clusters und hat ganzheitliche Folgen für die gesamte Wertschöpfungskette. Welche Veränderungen ergeben sich bei Teile- und Lieferantenstrukturen im Automotive Cluster durch die erhöhte Produktion von elektrisch betriebenen Autos und welche Konsequenzen resultieren daraus für die komplette Wertschöpfungskette?
Mit Verbrennungsmotoren angetriebene Pkw dominierten auch im Jahre 2018 den Markt für Neuzulassungen in Deutschland. Dieselmotoren hatten eine Anteil von 32 Prozent und Benzinmotoren 62 Prozent.
Aktuelle Wertschöpfungskette von Autos mit Verbrennungsmotoren
Daraus folgt eine weiterhin hohe Nachfrage an Kraftfahrzeugen, die nicht mit erneuerbaren Energien betrieben werden, was zur Folge hat, dass die bestehende Lieferantenstruktur vorerst nicht ohne Weiteres ersetzt werden kann. Die Wertschöpfungstiefe zur Produktion von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren beim OEM-Endhersteller selbst ist gering, da hier das Modular Sourcing im Vordergrund steht. Die direkten Zulieferer, die sich auch im Clusterkern befinden, stellen diese Systeme auf Basis von Komponenten her. Die Komponenten resultieren aus dem vorgelagerten Gewerbe, die auf die Beschaffung von Einzelteilen zurückgreifen. Alle Unternehmen, die in einer dieser Ebenen fungieren, bilden den Automotive Cluster. Somit erfolgen die eigentlichen Wertschöpfungsvorgänge bei vorgelagerten Zulieferern der OEM-Endhersteller. Letztere sind lediglich für die Endmontage zuständig. Allerdings verfügen einige Automobilhersteller über zahlreiche Fertigungslinien, die für die Eigenfertigung von Motoren verantwortlich sind. So erreichte Volkswagen im Februar 2019 ein Produktionsvolumen von 60 Millionen gefertigten Antrieben im Werk Salzgitter.
Theoretische Grundlagen zur Produktion von Autos mit elektrischen Antriebssträngen
Neben den geläufigen Verbrennungsmotoren gibt es zahlreiche Formen von elektrisch betriebenen Systemen: Bei Hybridfahrzeugen (HEV) handelt es sich um eine Kombination eines herkömmlichen Verbrennungsmotors mit einem Elektroantrieb, der nur unterstützend wirkt. Beim Anfahren des Autos greift dieser in der Regel ein, um den Spritverbrauch zu senken. Die hierfür benötigte Energie wird durch das Rekuperieren von Bremsenergie gewonnen. Ein Plug-in-Hybridfahrzeug (PHEV) wiederum hat eine ähnliche Antriebstechnik wie Hybridfahrzeuge, lediglich mit dem Unterschied, dass dieser sich zusätzlich durch die Stromzufuhr auflädt. Das klassische Elektroauto (BEV) verfügt über keinerlei Antriebstechniken durch einen Verbrennungsmotor und hat somit ausschließlich einen Elektroantrieb, der durch die Energie, die in den Batterien gespeichert ist, betrieben wird. Wie ein PHEV besitzt auch das Elektroauto einen Anschluss, der die Stromzufuhr von außen ermöglicht.
Der Wandel zur Elektromobilität hat schon Anlauf genommen
Die Neuzulassungen von Elektroautos erlebten im letzten Jahrzehnt ein starkes Wachstum. Zahlreiche Automobilhersteller passten daraufhin ihre Strategien an, um für die Trendwende optimal gerüstet zu sein. Volkswagen möchte bis 2030 eine „volle E-Fähigkeit der Fahrzeugflotte erreichen“, wofür mit einem Investitionsvolumen von rund 30 Milliarden Euro kalkuliert wird. Porsche hingegen setzt sich eine Eigenfertigung der Elektroantriebe zum Ziel, wodurch 1200 neue Arbeitsplätze allein für die Fertigung des Taycans entstehen werden. Konkrete Prognosen zu zukünftigen Absatzzahlen weisen eine hohe Streuung auf. Deloitte rechnet im Jahre 2025 mit einem Anteil von 35 Prozent an Neuzulassungen durch Fahrzeuge mit einem alternativen Antrieb, davon rund 48 Prozent mit reinen Elektromotoren.
Die sich daraus ergebenden Umstrukturierungen der Wertschöpfungskette im Automotive Cluster sind gravierend. Hierbei sind im Jahr 2018 rund 834.000 Erwerbstätige der Automobilindustrie betroffen. Die Zulieferer stehen unter einem massiven Anpassungsdruck. Allein in Sachsen werden etwa 12 Prozent der Zulieferunternehmen diesen Druck spüren. Es wird mit einem Beschäftigungsrückgang von 5000 Personen gerechnet, die ihre heutige Tätigkeit nicht fortführen können. Im Gegenzug wird die Elektronikbranche einen deutlichen Aufschwung erlangen. Zudem werden die Beschäftigungseffekte in der Motorenfertigung „von einer Komplexitätsreduzierung“ geprägt seien, da die weniger anspruchsvollen Bestandteile für Elektroautos nahezu vollautomatisiert gefertigt werden können. Eine der größten Entscheidungen, die jeder Automobilhersteller treffen muss, ist das Make-or-Buy-Urteil beim Antriebsstrang. Studien zufolge ist die Wertschöpfungstiefe eines Elektromotors so gering, dass ein Zukauf die adäquatere Lösung ist. Ferner kommt an dieser Stelle das fehlende Know-how hinzu, welches bei der Eigenfertigung fehlen würde.
Ein weiterer Lösungsansatz ist das Bilden von Kooperationen als „Leitlinie für die Entwicklung, Produktion und den Absatz“ von Elektroautos. Es wird in naher Zukunft einen deutlichen Anstieg diverser Partnerschaften geben, welcher auf der Notwendigkeit neuer und komplexer Kompetenzen für die Entwicklung von vernünftigen Antriebstechnologien, Fertigungsverfahren und Nutzungskonzepten von Elektroautos basiert.
Die Tochterfirma Audi fing bereits in einer frühen Entwicklungsphase mit der Integration von Zulieferern und Engineering-Dienstleistern an und sieht die „Neugestaltung der Arbeitsorganisation auf der Makroebene (…) als eine der zentralen Aufgaben“, wodurch ein erheblicher Wettbewerbsvorteil entsteht, da ein inhaltlicher Austausch bereits sichergestellt wurde. Eine andere Koordination verlangen auch die Logistikströme zwischen Endherstellern und deren Zulieferern, da „einzelne Produktionsteile nicht wie teilweise bisher direkt im gegenüberliegenden Güterverkehrszentrum gefertigt werden können“. Die Teilestruktur des Elektroantriebs erfordert weitaus umfangreichere Logistikwege, sodass eine Anlieferung (in Form von just-in-sequence) an die Fertigungsstraßen exakter geplant werden muss. Daraus resultiert auch ein Anstieg der Beschaffungsprozesskosten, die wiederum in die Kostenrechnung einfließen.
Dennoch bringt die Umstrukturierung eine hohe Anzahl von Chancen mit sich, in die rechtzeitig investiert werden muss. Durch die Produktion neuer Komponenten wird deutschlandweit mit einem positiven Beschäftigungseffekt von 250.000 Arbeitnehmern gerechnet, die größtenteils aus der Batterienherstellung resultieren, bei gleichzeitigem Rückgang der Beschäftigten der Zuliefererindustrie in Höhe von 46.000 Arbeitnehmern aufgrund des stark sinkenden Marktvolumens bei Verbrennungsmotoren. Einige Zulieferer haben schon reagiert, so kündigte der Getriebehersteller ZF Friedrichshafen AG eine Verhinderung des Stellenabbaus an. Mittelfristig ist das Gegensteuern mithilfe von Kurzarbeit und dem Abbau von Überstunden geplant. Zulieferer wie Bosch und Continental hingegen kommunizierten bereits einen nicht zu verhindernden Personalabbau. Allein bei Bosch sollen bis 2021 rund 1600 Beschäftigte ihren Arbeitsplatz aufgrund der geringeren Nachfrage nach Abgasmodulen verlieren.
Folgen für die Teile- und Lieferantenstruktur – Beispiele aus der Praxis
Ein Kraftfahrzeug, das mit einem herkömmlichen Verbrennungsmotor betrieben wird, beinhaltet einige Komponenten, die in einem rein elektrisch betriebenen Pkw überflüssig werden. Neu hinzukommende Komponenten sind in ihrer Anzahl eher gering, wodurch die Wertschöpfung gravierend abnehmen wird. Laut einer Studie wird die Fertigungstiefe des Antriebsstranges beim Automobilhersteller von 51 Prozent auf 32 Prozent bei HEV und auf 0 Prozent bei BEV sinken.
Die Auspuffanlage inklusive des zugehörigen Katalysators, Tank, Einspritzanlage, Kolben und Kupplung sind alles Komponenten, die vom Wegfall betroffen sind. Zudem werden Nebenaggregate wie Ölpumpe, Turbolader und Lichtmaschine nicht mehr benötigt. Die Teileanzahl beim Elektromotor beträgt 200 Stück im Vergleich zu 1400 Stück beim Verbrennungsmotor. Hinzu kommt neben einem leistungsfähigen Elektromotor aber auch ein wertmäßig teures Batteriesystem mit der zugehörigen Leitungselektronik. Allein der Wertschöpfungsanteil der Zellen macht bis zu 70 Prozent des gesamten Akkuwertes aus. Ein Anteil, welcher (noch) nicht aus dem europäischen Raum stammt. Daraus folgt eine der Schlüsselentscheidungen; nämlich die zur Fertigung der Batterien, die durch eine vertikale Integration des Zweiges oder durch die Akquise eines Batterienherstellers erfolgen kann. Tesla versucht an dieser Stelle durch den Bau einer Fabrik in Berlin gegenzusteuern. Auch Batterien und Antriebe sollen gefertigt werden, wodurch wiederum 8000 Arbeitsplätze entstehen sollen.
Zudem werden bestehende Produktionsanlagen bei den Systemzulieferern, die diese z. B. zur Fertigung von Motorenteilen benötigen, überflüssig. „All jene Bauteile, die dazu dienen, den während der Verbrennung entstehenden Druck in eine Drehbewegung zu wandeln, braucht der Elektroantrieb nicht mehr.“ In das Getriebe eines Verbrennungsmotors fließen eine Vielzahl von Komponenten ein, die wiederum den hohen Gesamtwert definieren. Der Wert des Getriebes des elektrifizierten Antriebsstranges ist im Vergleich gering, da es sich in der Regel um nicht schaltbare Getriebe mit lediglich einem Gang handelt. Zur Fertigung eines elektrischen Antriebsstranges sind deutlich weniger Arbeitsschritte notwendig, die im Wesentlichen aus den unterschiedlichen Anzahlen der zu verbauenden Teile resultieren.
Deswegen versuchen die Automobilhersteller ihre freiwerdenden Kapazitäten zu nutzen, indem sie den Umstieg auf den Elektroantrieb inklusive der Batteriezellenfertigung bestreiten. Nur so lässt sich ein hoher Stellenabbau vermeiden. Dennoch wird diese Umstrukturierung nicht ohne Weiteres machbar sein, da ein enormes Investment in das Know-how der Mitarbeiter notwendig sein wird.
Auswirkungen auf die Kostenstrukturen eines Automobils
Die Selbstkosten von Elektroautos sind aufgrund hoher Forschungs- und Entwicklungskosten sowie der geringen Absatzmenge noch um 30 Prozent höher als bei konventionell angetriebenen Pkw. Dies stellt momentan das zentrale Problem des geringen Absatzes dar. Allein die Zellenherstellung mithilfe von Lithium macht 50 Prozent der gesamten Produktionskosten der Batterie aus. Eine Grundvoraussetzung für einen Anstieg des Marktanteils von Elektrofahrzeugen ist die ausreichende Verfügbarkeit von Lithium, denn rund 34 Prozent des weltweiten Lithiumionenbatterieverbrauchs gehen in die Produktion der Stromspeicher von BEV und PHEV ein. Allerdings gehen viele Analysten davon aus, dass sich der Lithiumbedarf bis 2030 verdoppeln oder verdreifachen könnte. Aufgrund dieser drastischen Analysen erlebte das Alkalimetall, das seine größten Reserven im südamerikanischen Raum hat, im Jahr 2018 einen Preisanstieg in Höhe von 154 Prozent gegenüber dem Niveau von 2014.
Diese Entwicklung lässt die Materialeinzelkosten für die Fertigung von Batteriezellen in die Höhe steigen und definiert somit den großen Anteil an den Gesamtkosten eines Elektromotors. Im Jahr 2009 waren die Herstellkosten eines Elektrofahrzeugs um 150 Prozent höher als bei einem vergleichbaren Fahrzeug mit Verbrennungsmotor. Hochrechnungen zeigen allerdings eine Verkleinerung des Deltas auf 60 Prozent im Jahre 2025.
Nicht ausgelastete Fertigungsstraßen sowie die Umrüstung bzw. Anschaffung von neuen Produktionslinien erzeugen bei allen Beteiligten des Automotive Clusters hohe Investitionen. Infolgedessen schnellen die Selbstkosten in Höhen, die oft nicht durch erzielbare Verkaufspreise gedeckt werden können. Um diesen Kostenanstieg näher zu analysieren, ist eine Aufteilung der Wertschöpfungselemente in Verbindung mit deren Renditepotenzialen vonnöten. Hierbei zeigt sich, dass sich die höchsten Potenziale „nicht auf die traditionellen Kernkompetenzen der OEMs – die Produktion – beziehen, sondern sich (…) auf vor- und nachgelagerte Wertschöpfungsstufen erstrecken“. Dementsprechend muss der Stellenwert des Kompetenzaufbaus in diesen Stufen entscheidend erhöht werden, um sich von den Wettbewerbern abzuheben. Ebenfalls möglich ist das Bilden von Interessengemeinschaften zwischen konkurrierenden Unternehmen, wie es auch bei Daimler und BMW der Fall ist. Beide Unternehmen kooperieren in der Elektromobilitätsbranche, planen so die gemeinsame Entwicklung eines Elektrokleinwagens und sparen somit Investitionen in Millionenhöhe.
Fazit und Ausblick auf die zukünftige Entwicklung
Die Politik brachte durch ihre Maßnahmen zur Dekarbonisierung einen großen Wandel ins Rollen, der auch in der Automobilindustrie deutlich zu spüren ist. Verbrennungsmotoren gelten als großer Verursacher des CO2-Ausstoßes und sollen nun durch nachhaltige Konzepte, wie z. B. Elektromotoren abgelöst werden. Bestehende Lieferantenketten werden zerbrochen und müssen sich aufgrund des hohen Anpassungsdrucks neu definieren. Der Aufbau von Kompetenzen, der mit enormen Investitionen steht, wird unabdingbar sein. Analysen im Sinne des Make-or-Buy-Prinzips zur Batterienproduktion und zur Fertigung des Antriebsstranges müssen durchgeführt werden. Es folgt die Anpassung des Konzepts der OEM-Endhersteller, welches mit konkreten Strategien belegt werden muss. BMW hat sich bewusst gegen die Eigenfertigung der Batteriezellen entschieden und bezieht diese ab 2021 von CATL. Dies ist ein chinesisches Unternehmen, das in Thüringen ansässig ist. Die dortige Beschaffung zieht einen kurzen Logistikweg mit sich, was wiederum ein Teilziel zur Senkung der Herstellkosten ist, um eine Absatzerhöhung wahrzunehmen.
Das Automotive Institut in Chemnitz rechnet im Jahr 2025 auf Basis der heutigen Planungen mit Stückzahlen von 1,59 Millionen gefertigten Pkw in Deutschland. Die deutsche Zuliefererindustrie ist nun gefordert, diesen raschen Anstieg mit proaktiven Konzepten bedienen zu können, indem sie ebenfalls ihr Produktportfolio diversifizierend an die Elektromobilität anpassen und ihre Belegschaft gegebenenfalls umschulen. Nicht zu vergessen ist die anhaltende Dominanz des Verbrennungsmotors, dessen Nachfrage weiterhin mit flexiblen Fertigungsabläufen befriedigt werden muss. So können zusätzliche Mittel zur Deckung der Investitionen eingetrieben werden. Zudem ist der Staat weiterhin für vielerlei zukünftige Szenarien ein entscheidender Mitspieler. Beginnt dieser mit der Förderung des Kaufs eines Elektroautos, so wird sein Mitwirken ein maßgeblicher Treiber der Attraktivität eines Elektrofahrzeugs und dem daraus folgenden Anstieg der Absatzzahlen sein. Ferner müssen hohe Investitionsvolumina sowohl durch horizontale Kooperationen zwischen Automobilendherstellern selbst als auch durch vertikale Kollaborationen zwischen Zulieferern und OEM-Endherstellern gedeckt werden. Nur so kann eine Lösung gefunden werden, die sich in einem beschränkten Maße auf Personalentlassungen auswirkt.
Prof. Dr. Helmut Wannenwetsch, Professor an der Duale Hochschule Baden-Württemberg (DHBW), Mannheim, Dozent und Beratung für Einkauf, Logistik, Materialwirtschaft und Supply Chain
Max Kolbinger,
Student an der Dualen Hochschule Baden-Württemberg (DHBW), Mannheim, in Kooperation mit der Pepperl+Fuchs AG
