Batterien - das Mega-Thema für die Stromversorgung

Auf Einladung von Solar mobil Heidenheim e.V. und der Volkshochschule waren über 90 Interessenten gekommen, um Dr. Fischer vom Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie zum Stand der Entwicklungen an Redox-Flow-Batterien zu hören.

Grundsätzlich sei in den nächsten Jahren ein wachsender Bedarf an Stromspeichern nicht nur für Fahrzeuge, sondern auch für stationäre Anlagen zu erwarten, weil die schwankend produzierenden regenerativen Energiequellen einen immer größeren Anteil an der Stromproduktion übernehmen werden. Diese Schwankungen müssten Stromspeicher ausgleichen, unterstützt durch einige Gaskraftwerke und Brennstoffzellen-Kraftwerke, die man mit Wasserstoffgas aus Windstrom betreiben werde. Der Referent gab zuerst einen Überblick über die aktuell bekannten Stromspeicher-Techniken, ihre jeweiligen Vorteile und den weiteren Entwicklungsbedarf. Im Mittelpunkt standen stationäre dezentrale Speicher.

Für große Energiemengen, für Speicherzeiten über Stunden und Tage und Energiemengen im GWh-Bereich seien die bewährten Pumpspeicher-Wasserkraftwerke die günstigste Lösung. Der Referent erinnerte daran, dass in diesem Bereich Heidenheim mit Voith und anderen Firmen ein weltweites Kompetenzzentrum ist. Allerdings brauche man dazu die nötige Fallhöhe und die Einbindung in die Landschaft sei nicht konfliktfrei.

Für mittlere Energiemengen bis zu einigen hundert MWh sind nach Dr. Fischer die an seinem Institut entwickelten Redox-Flow-Speicher, also chemische Stromspeicher, absehbar im Vorteil, weil sie hohe Wirkungsgrade bieten und in Containergröße herstellbar seien. Man kann sie also direkt bei Windgeneratoren, Solarfarmen, in Stadtvierteln oder auf Firmengeländen aufstellen. Die Energie wird in Form chemischer Bindungen in zwei getrennten Flüssigkeitstanks eingelagert, die Stromzellen selbst nehmen wenig Raum ein.
Diese Einsatzmöglichkeiten reduzieren den andernfalls nötigen teuren Netzausbau durch dezentrale Stabilisierung.

Für den Haushaltsbedarf im Bereich einiger zehn KWh Speichergröße kommen kleine Redox-Flow-Anlagen ebenso wie Lithium-Ionen-Speicher in Frage, beide derzeit noch teurer als die herkömmlichen Bleiakkus, aber mit besserem Wirkungsgrad. Der Preisvorteil der Bleitechnik relativiert sich aber durch ihre kürzere Lebensdauer. Konkrete Preisvergleiche sind nach Dr. Fischer derzeit nicht möglich, weil die neuen Techniken noch nicht in Großserien hergestellt werden. Das Redox-Flow-System habe gegenüber anderen Batterien den Vorteil, dass der speicherbare Energieinhalt nur von der Flüssigkeitsmenge abhängt, die in den externen Behältern ist. Sie sind also leicht skalierbar und an unterschiedlichen Bedarf anpassbar.

Für mobile Anwendungen in Fahrzeugen eignen sich nach aktuellem Kenntnisstand laut Dr. Fischer vorwiegend Lithium-Ionen-Akkus, deren elektrische und wärmetechnische Handhabung man inzwischen gut beherrsche. Aber auch hier gehe die Entwicklung laufend weiter. In Zukunft könne es auch Vanadium-Flüssigzellen mit Luftsauerstoff als Oxidator für Autos geben, technisch abgeleitet aus den Redox-Flow-Batterien.

Dr. Fischer beantwortete etliche Fragen aus dem Publikum, konnte aber zu manchen praxisbezogenen Problemen noch keine abschließende Antwort geben, weil etwa bei der zu erwartenden Alterung der Materialien in Redox-Flow-Batterien noch zu wenig Erfahrung vorliege und sich bislang noch kein Markt entwickeln konnte. (wg)