Auf dem Weg zu einer Welt ohne fossile Brennstoffe fehlt uns ein wichtiger Baustein: Batterien. Große, günstige Batterien, die ohne seltene Erden oder andere seltenen Materialien produziert werden können. Der Weg dorthin ist jedoch nicht einfach – vor allem deshalb, weil der Forschung an derartigen Batterien aktuell nicht genug unterstützt wird.


Batterien müssen leistungsfähig und günstig sein

Der Strombedarf in unseren Netzen fluktuiert. Das ist ganz natürlich. Zu bestimmten Zeiten wie etwa nachts wird naturgemäß weniger Strom benötigt, aber auch tagsüber gibt es wesentliche Schwankungen. Unsere Stromnetze sind darauf ausgelegt, diese Schwankungen zu kompensieren. Wesentliche Anteile an dieser Fähigkeit haben aber auch weiterhin fossile Brennstoffe. Erneuerbare Energien können diese Fähigkeit schwieriger liefern, denn die beiden am meisten genutzten Energiequellen in diesem Bereich sind Strom und Sonnenenergie, die beide naturgemäß ebenfalls starken Schwankungen unterliegen, was die Menge der produzierten Energie angeht.


Um die Flexibilität der Stromnetze mit der Nutzung erneuerbarer Energien erhalten zu können, brauchen wir also Möglichkeiten, nicht verwendete Energie zu speichern, um sie in Zeiten, in denen der Energieverbrauch besonders hoch ist, wieder freigeben zu können. Die Lösung für diese Probleme wird häufig in diversen Formen von Speicherkraftwerken gesucht. Langfristig wird die größte Flexibilität jedoch mit Batterieanlagen ermöglicht werden können. Doch dazu müssen Batterien mit Speicherkraftwerken konkurrieren können – auch preislich. Um das zu erreichen, benötigen wir komplett neue Batterien – mit den herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus ist das nicht zu erreichen.

Lithium-Sauerstoff-Batterien sind die Zukunft

„To make something dirt cheap, make it out of dirt“, paraphrasierte Don Sadoway vom MIT, einer der Mitgründer des Startups Ambri, das entsprechende Batterien für Stromnetze entwickelt, kürzlich in einem Vortrag auf der EmTech MIT Konferenz 2016. „Using rare elements in battery technology cannot scale“, fügte er hinzu, und trag damit einen wesentlichen Punkt: Solange wir bei der Herstellung solcher Batterien auf Materialien wie seltene Erden angewiesen sind, werden sie kaum konkurrenzfähig genug sein, um im großen Stil im Stromnetz eingesetzt werden können. Genau dieser große Stil ist aber nötig, um die globale Energiewende voranzutreiben.

Mit traditionellen Lithium-Ionen-Designs ist dieses Ziel kaum zu erreichen. Vielmehr liegt die Zukunft in Lithium-Sauerstoff-Batterien. Deren Entwicklung schreitet aber nur langsam voran. Das liegt unter anderem daran, dass die Batterien noch unter wesentlichen Problemen wie etwa mangelnder Effizienz oder der Bildung von Lithium-Peroxid im Inneren leiden, aber auch daran, dass es entsprechenden Projekten und Unternehmen teilweise schwer fällt, Geldmittel zu finden. Zwar unterstützt die Regierung die USA die Forschung im Energiesektor jährlich mit 5 Milliarden US-Dollar, aber ein Großteil der Gelder fließt in die Verbesserung bestehender Lithium-Ionen-Konzepte. In Europa ist es nicht viel besser. „Right now, the vast majority of battery technology funding is going toward incremental improvements in lithium-ion. We have to have the courage to say we’re looking for audacious ideas that, if they succeed, can be hugely impactful„, erklärte Sadoway weiter.

In jedem Fall ist es wichtig, sich darüber klar zu werden, dass wir für eine konsequente Energiewende nicht nur effiziente und günstige Methoden zur Energiegewinnung brauchen, sondern auch entsprechende Lösungen zur Energiespeicherung, um die Flexibilität der Netze zu erhalten. Während Speicherkraftwerke einen Anteil daran haben könnten, dieses Ziel zu erreichen, benötigen wir dennoch neue, leistungsfähige Batterien für unsere Stromnetze. Ein Fakt, der in der Forschung bisher noch etwas stiefmütterlich behandelt wird.

via MIT Technology Review

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2 Kommentare

  1. Teri

    21. Oktober 2016 at 11:33

    Ich verstehe das ganze nicht wirklich. Warum nimmt man nicht einfach die Schwerkraft um Energie zu speichern? Ein leerer Wagon wird mit überschüssiger Energie einen Berg hinauf gezogen, am höchsten Punkt mit Wasser befüllt und beim herunterfahren mit mehr Gewicht wird Energie erzeugt … Haben wir etwa nicht genug Berge in Deutschland?
    Der Netzausbau wird ja schon vorangetrieben aber solche Projekte werden nicht angegangen.

  2. werner

    22. Oktober 2016 at 20:25

    @Teri: Das Konzept existiert schon: Speicherpumpkraftwerke. Anstatt mühsam irgendwelche Waggons zu füllen, wird einfach das Wasser in einen Speichersee nach oben gepumpt und bei Bedarf wieder nach unten durch eine Turbine mit Stromgenerator geleitet. Das Problem ist, geeignete Orte zu finden, an denen zwei grosse Seen in direkter Nachbarschaft aber auf deutlich unterschiedlichem Niveau liegen. Walchensee und Kochelsee sind so ein Fall.

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