Neue Flow-Batterie nutzt Salz zur langfristigen Energiespeicherung

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Bereits in den frühen 2000er Jahren begann kostengünstiges Erdgas, Kohle aus dem US-Stromerzeugungsgeschäft zu verdrängen. Jetzt beginnen kostengünstige erneuerbare Energien, unterstützt durch neue Energiespeichersysteme, die Gaskraftwerke zu verdrängen. Die Senkung dieser Speicherkosten wird dazu beitragen, die Energiewende auf Hochtouren zu bringen, und das niederländische Flow-Batterie-Startup Aquabattery geht davon aus, dass einfaches altes Speisesalz den Zweck erfüllen wird.

Eine salzige neue Flow-Batterie für die langfristige Energiespeicherung

Wenn Sie glauben, dass eine neue Natrium-Ionen-Batterietechnologie im Spiel ist, ist das eine ziemlich gute Vermutung. Forscher haben schon lange nach Natrium gesucht, um das Lithium in Li-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge zu ersetzen, aber das ist nicht die Art von Energiespeichersystem, die Aquabattery im Angebot hat.

Aquabattery ist auf die Flow-Batterie-Technologie spezialisiert, die die chemische Reaktion nutzt, die auftritt, wenn zwei spezielle Flüssigkeiten gemeinsam in Bewegung gesetzt werden, getrennt nur durch eine dünne Membran.

Die Rede von einem Elektroauto mit Flow-Batterie ist aufgekommen CleanTechnica hin und wieder Radar, aber der Hauptschwerpunkt der Aufmerksamkeit für Flow-Batterien liegt auf stationären, langlebigen Energiespeichersystemen, die die Notwendigkeit des Baus neuer Gas-„Peak“-Kraftwerke verringern oder sogar gänzlich eliminieren könnten.

Flow-Batterien bieten gegenüber herkömmlichen Li-Ionen-Batterie-Arrays für die stationäre Energiespeicherung mehrere Vorteile. Erstens können sie ungiftige, nicht brennbare, auf der Erde vorkommende Materialien einsetzen, was die Kosten am Ende der Lieferkette senkt.

Flow-Batterien lassen sich auch relativ einfach vergrößern oder verkleinern, indem die Größe der Vorratstanks strategisch angepasst wird.

Aquabattery beschreibt seine charakteristische Technologie als „Säure-Base-Durchflussbatterie basierend auf reversibler Wasserdissoziation“.

„Die Batterie speichert Strom in Form chemischer Energie in Säure-, Basen- und Salzwasserlösungen, die in separaten Tanks aufbewahrt werden“, erklärt das Unternehmen. „Pumpen zirkulieren diese Flüssigkeiten durch einen Leistungsblock mit durch Membranen getrennten Elektroden. Die Membranen ermöglichen den Ionenaustausch zwischen Elektrolyten zur Stromerzeugung.“

Was die Skalierbarkeit angeht, bietet Aquabattery Folgendes:

„Die Leistungsabgabe hängt von der Oberfläche der Elektroden ab, während die Speicherdauer vom Elektrolytvolumen abhängt. Dadurch sind Durchflussbatterien leicht anpassbar und für Langzeitanwendungen und den Einsatz im Versorgungsmaßstab geeignet.“

Die Suche nach der perfekten Flow-Batterie

Das führende norwegische Energieunternehmen Statkraft ist auf der Suche nach langfristigen Energiespeicherlösungen, die den Anforderungen des europäischen Energiemarktes entsprechen. Typische Li-Ionen-Arrays halten 4–6 Stunden. Flow-Batterien und andere neue Langzeittechnologien ermöglichen eine Laufzeit von 8 Stunden und mehr, einschließlich Tagen und Wochen.

Statkraft verfügt durch seine Beteiligungen im Wasserkraftgeschäft bereits über eine lange und umfassende Präsenz im Bereich der Langzeitenergiespeicherung. Allerdings sind Wasserkraft aufgrund der Geographie und der Wasserverfügbarkeit begrenzt. Durchflussbatterien würden Statkraft ein weitaus größeres Spektrum an Speichermöglichkeiten bieten und darüber hinaus die daraus resultierende Infrastruktur und das Geoengineering vermeiden, die für neue Wasserkraftsysteme erforderlich sind.

Wenn Sie sich fragen, warum Sie nicht einfach größere Mengen an Li-Ionen-Batterien bauen, ist das eine gute Frage. Statkraft hat festgestellt, dass die Li-Ionen-Technologie in einigen Kontexten nützlich ist, in anderen jedoch nicht.

„Lithium-Ionen-Batterien sind in erster Linie eine gute Lösung für den kurzfristigen Netzausgleich von wenigen Sekunden bis zu einer Stunde“, erklärt Matthias Holzenkamp, ​​Leiter des kommerziellen Asset Managements der deutschen Statkraft-Niederlassung.

„Die Batterien sind in der Lage, in kurzer Zeit große Mengen Strom zu liefern und sind daher sehr effektiv bei kurzfristigen Schwankungen in der Stromversorgung“, fügt er hinzu. „Batterien mögen zwar auch für den Ausgleich im Tagesverlauf relevant sein, stehen dann aber oft in Konkurrenz zu anderen, günstigeren Technologien.“

Holzencamp sieht einen weiteren Einsatz konventioneller Batterien in Regionen, in denen die Verfügbarkeit von Wind- oder Solarenergie einigermaßen konstant ist. Der Bedarf an langfristiger Energiespeicherung ist jedoch in Europa klar, wo die Wetterbedingungen variabler sind.

„Der europäische Markt braucht vor allem langfristige Flexibilität über Tage und Wochen“, betont er. „Wenn man zum Beispiel Strom speichert, um eine Woche ohne Sonne auszugleichen, Du brauchst eine riesige Batterie„Und es wäre nicht rentabel, weil die Batterie selten genutzt wird“, sagt er. „Batterien sind sehr teuer und benötigen daher viele Betriebsstunden, um sich zu amortisieren.“

Statkraft trifft Aquabattery

In den letzten Jahren sind im Labor viele neue und unterschiedliche Flow-Batterien entstanden, darunter eine Zink-Brom-Formel, die Exxon erstmals in den 1970er Jahren erforschte.

Statkraft scheint mit Aquabattery fündig geworden zu sein. Letzte Woche gaben die beiden Unternehmen eine neue Partnerschaft bekannt, die darauf abzielt, die Tafelsalz-Flow-Batterie von Aquabattery an einem Standort in der niederländischen Stadt Delft im Pilotversuch zu testen.

Wenn alles nach Plan verläuft, wird sich die Energiewende erheblich auszahlen.

„Langfristige Energiespeicher können verwendet werden, um Energie von Spitzenzeiten auf Stunden mit geringer Erzeugung zu verlagern und kostspielige Investitionen in die Netzinfrastruktur aufzuschieben. Es kann auch die Netzüberlastung lindern, die heute in vielen Ländern ein Problem darstellt und hinderlich ist Wind- und Solaranlagen vom Netzanschluss“, erklärt Statkraft.

Wir werden es früh genug herausfinden. Der Pilottest wird voraussichtlich sechs bis zwölf Monate dauern und genügend Informationen liefern, um die Skalierbarkeit und Eignung des Systems für kommerzielle Anwendungen zu beurteilen.

Statkraft geht davon aus, dass die Durchflussbatterie von Aquabattery für den Anfang eine Energiespeicherung über einen langen Zeitraum von mindestens acht Stunden bis zu „mehreren Tagen oder Wochen“ ermöglichen wird.

In den USA herrscht Flow-Batterie-Fieber

Flow-Batterien würden auch gut für den US-Markt passen, und die US-Armee plant bereits, die Begeisterung für Flow-Batterien zu teilen. Anfang des Jahres begann die Armee damit, von Lockheed Martin entwickelte Flow-Batterien in Fort Carson in Colorado zu testen. Wenn ihnen gefällt, was sie sehen, könnten Flow-Batterien in Einrichtungen des Verteidigungsministeriums auf der ganzen Welt sowie hier in den USA installiert werden.

Auch das US-Energieministerium befasst sich mit dem Fall. Das Argonne National Laboratory der Agentur hat beispielsweise das Verhalten von Flow-Batterien in Mikronetzen im Hinblick auf eine breite Akzeptanz für Ladestationen für Elektrofahrzeuge untersucht.

Im vergangenen Juli veröffentlichte das Energieministerium in seinem neuen Bericht eine klare Empfehlung für die Flow-Batterie-Technologie Erkenntnisse aus Storage 2030 Bericht. „Mit dem Versprechen einer günstigeren und zuverlässigeren Energiespeicherung, Flow-Batterien stehen vor einem Wandel „Die Art und Weise, wie wir unsere Häuser und Unternehmen mit Strom versorgen und eine neue Ära nachhaltiger Energie einläuten“, schwärmte die Agentur.

Das bleibt abzuwarten. Allerdings listet das Energieministerium auch mehrere bedeutende neue kommerzielle Flow-Batterie-Einsätze in den USA und anderswo auf, was darauf hindeutet, dass die Branche für die Hauptsendezeit bereit ist.

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Bild: Das führende norwegische Energieunternehmen Statkraft hat sich mit dem niederländischen Startup Aquabattery zusammengetan, um die Leistung einer Flow-Batterie zu bewerten auf Basis von Speisesalz (Mit freundlicher Genehmigung von Aquabattery).