Metallfrei mehr Preisstabilität und Unabhängigkeit

Bei den diesjährigen Energy Storage-Highlights gab es erstaunlicherweise nicht viele Einreichungen zu Redox-Flow-Batterien, die umso wettbewerbsfähiger zu Lithium-Ionen-Batterien werden, je länger die typische Speicherdauer ist. Das Beratungsunternehmen Apricum hat in der pv magazine energy storage Ausgabe 2018 vorgerechnet, wie die Wirtschaftlichkeit und der entsprechende „Speicherstunden-Grenzwert“ errechnet werden kann. Wenn es um eine Tag-Nacht-Verschiebung der Solarstromerzeugung geht, können Redox-Fow-Batterien also bedacht werden.

Die meisten heutigen Redox-Flow-Systeme arbeiten mit Elektrolyten auf Vanadium-Basis. Die Fachwelt diskutiert immer wieder darüber, wie verfügbar das Element ist und ob der Preis anziehen wird, wenn mehr Redox-Flow-Batterien installiert werden. In diese Richtung argumentiert auch Olaf Conrad, Geschäftsführer von Jena Batteries. Das Unternehmen hat seine Arbeiten an einer an einer „Metallfreien Redox-Flow-Batterie“ eingereicht, und erreicht in den Highlights damit einen Platz unter den Megawatt-Gewinnern.

Die Elektrolyte von Jena Batteries enthalten Ammoniak, Aceton und Pyridin, die derzeit petrochemisch hergestellt werden. Die Wirtschaftlichkeit sieht das Unternehmen ab Elektrolyt-Produktionsmengen von jährlich 1000 Tonnen, das entspräche rund 100 Megawattstunden zusätzlicher Speicherkapazität pro Jahr. 2024 soll dieses Volumen erreicht werden und die Batterie dann unter 500 Euro pro Kilowattstunde kosten, bei einer C-Rate von 0,25. Auf 400 Kilowattstunden Kapazität kämen dann 100 Kilowatt Lade- und Entladeleistung.

Eine Standardfrage bei Batterietechnologien ist grundsätzlich die nach der Haltbarkeit. „Wir haben noch keine genauen Daten zur Lebensdauer“, schreibt Conrad dazu. Aber Veröffentlichungen ließen darauf schließen, dass der Elektrolyt 10.000 Zyklen halte. Die eigenen Untersuchungen würden darauf hinweisen, dass nach der anvisierten Lebensdauer von 20 Jahren und 10.000 Zyklen noch 80 Prozent der Kapazität vorhanden sei. Im Prinzip ließe sich dieser auch wieder aufarbeiten, doch Conrad erwartet, dass die Produktionskosten des Elektrolyten in zehn Jahren so günstig werden, dass sich das nicht lohne.

Das Unternehmen teilt mit, gerade die erste vollständige Feldinstallation eines Systems abgeschlossen zu haben. Es hat eine Leistung von 30 Kilowatt, eine Kapazität von 100 Kilowattstunden und ist Teil des EU-Horizon 2020-Projekts „EnergyKeeper“. Im Lauf des Jahres würden die ersten Publikationen dazu erwartet. Und auch ganz aktuell unterzeichnete Jena Batteries einen Kooperationsvertrag mit BASF zur Herstellung des organischen Elektrolyts. Der Chemiekonzern wird künftig ein Elektrolyt aus einem großtechnisch verfügbaren Amin an den Batteriehersteller liefern.

Außer Jena Batteries arbeiten auch andere Unternehmen an Redox-Flow-Batterien, die metallfreie Alternativen zu Vanadium-Elektrolyten entwickeln. Olaf Conrad sieht sich im Vorteil, zum einen was Stabilität, zum anderen aber auch darin, was den Kapitalbedarf zum schnellen Ausbau der Produktionsvolumen betrifft. Allerdings muss man durchaus auch metallhaltige Elektrolyte im Blick behalten, die statt Vanadium Metalle wie etwa Eisen enthalten, die in großem Umfang produziert werden und verfügbar sind. Auch verläuft die Preisentwicklung beim Vanadium nicht so eindeutig.  Im Jahr 2018 ging er zwar in die Höhe, die Preisspitze war aber nur von relativ kurzer Dauer.

Die pv magazine storage highlight Jury:

Nina Munzke arbeitet seit 2012 am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und ist dort Teamleiterin des Bereichs „Systemsteuerung und Analyse“. Am Elektrotechnischen Institut des KIT legte sie ihren Schwerpunkt auf Energiespeichersystemen. Munzke hat umfangreiche Erfahrung auf dem Gebiet der Dimensionierung und Simulation, zusätzlich zur Entwicklung von intelligente Systemsteuerung für die stationäre Speichersysteme. Sie ist außerdem Expertin für die Bewertung der Leistung stationärer Speichersysteme.

Xavier Daval ist ein internationaler Photovoltaik- und Speicherexperte, und der CEO der französischen solartechnischen Beratungsfirma Kilowattsol SAS, die die er 2007 gegründet hat. Daval ist Ingenieur und der ehemalige EMEA-Direktor eines börsennotierten Herstellers in der Elektronikbranche. Er ist auch Vizepräsident der französischen Verband für erneuerbare Energien Syndicat des Energien Renouvelables (SER), der Vorsitzende der Solarkommission SER-SOLER, und der Direktor des Global Solar Council.

Julian Jansen leitet bei IHS Markit Technology die weltweite Forschung der Gruppe zu stationären Energiespeichern. Er bietet Einblicke zu den Triebkräften am Markt und zu neu aufkommenden Geschäftsmodellen, , die zu einem beschleunigen Zubau in ganz Europa und Nordamerika führen. Jansen liefert auch strategische Beratung für Projekte mit neuen Energietechnologien.

James Frith führt das Energiespeicher-Team bei BloombergNEF. Er leitet die Berichterstattung über Energiespeichertechnologien und die Lithiumbatterie-Versorgungskette, die Erkenntnisse über Technologie, Märkte, Politik und Regulierung liefert. Er nutzt seinen Hintergrund in Batterieforschung, um wichtige Fakten zu den chemischen Zusammensetzungen, Anwendungen und Märkte für Lithium-Ionen-Batterien zu analysieren.

Florian Mayr ist Partner bei Apricum und Experte für Energiespeicher, erneuerbare Energien und Elektromobilität. Mayr unterstützt Unternehmen auf der ganzen Welt, um im Bereich Cleantech zu wachsen, indem zu Strategie und zu Transaktionen in diesem Sektor berät. Vor seinem Eintritt bei Apricum war Mayr acht Jahre in leitender Position bei McKinsey & Company und dem Energiekonzern RWE tätig.

Mark Higgins ist der COO von Strategen. Das Unternehmen fokussiert sich auf professionelle Dienstleistungen für die Marktentwicklung im Bereich Dekarbonisierung der Netze. Higgins ist auch im Vorstand der Vehicle-Grid-Integration Council, einer gemeinnützigen Organisation, die sich für die Förderung des intelligenten Ladens von Elektrofahrzeugen verschrieben hat. In der Vergangenheit war er als Netzbereich West bei SunEdison bei Sunedison tätig, als Vizepräsident für Finanzen bei Hu Honua Bioenergy und als Leiter für die Bereiche Politik, Zusammenschaltung und Übertragungsplanung bei Pazifik Gas & Elektric.