Energiespeicher

Windenergie und Photovoltaik können einen grossen Beitrag zur Energieversorgung beitragen. Die grosse Herausforderung dabei ist aber die Volatilität dieser Energieformen. Dies stellt die Stromverteilnetze bei grösser werdenden Anteil von erneuerbaren Energien vor grosse Herausforderungen zur Sicherung der Netzstabilität. Spitzenlastkraftwerke und Pumpspeicherwerke kommen an ihre Grenzen. Idealer Weise sollte man grosse Akkumulatoren als Netzpufferung in beide Richtungen aufgrund ihrer schnellen Reaktionszeiten einsetzten. Hier stehen wir heute noch vor der Herausforderungen der notwendigen Speicherkapazitäten und damit verbundener Wirtschaftlichkeit entsprechender Speichertechnologien. Es gibt erste Anwendungen auf Li-Ionen-Akku Basis, sowie erste Installationen unter Nutzung der Redox-Flowcell Technologie.

So arbeitet das Frauenhofer ISE seit 2010 an einem 1MWh Speicher auf Basis der Redox Flowcell: www.ise.fraunhofer.de/de/forschungsprojekte/1-mwh-redox-flow-netzspeicher

und beim Japanischen Betreiber Sumitomo Electric ist mit 6MWh die grösste kommerziell betriebene Redox Flowcell Installation in Betrieb
global-sei.com/news/press/12/prs069_s.html

Im Herbst 2014 hat der Schweriner Energieversorger WEMAG mit 5MWh den grössten kommerziell genutzten Batteriespeicher mit Li-Ionen Technologie in Betrieb genommen:
www.wemag.com/ueber_die_wemag/presse/pressemeldungen/2014/09_16_Eroeffnung_Batteriespeicher.html

Es tut sich also etwas im Markt, denn eine effiziente Speichertechnologie ist der Schlüssel für die zukünftige umfangreiche Nutzung erneuerbarer Energien. Beide derzeit genutzten Technologien haben aber Einschränkungen.

Bei der Redox Flow Zelle ist dies die geringe Speicherdichte. Die Ladungsträger werden in einer wässrigen Lösung gelöst. Wenn diese gesättigt ist kann sie keine weiteren Ladungsträger mehr aufnehmen. Die leistungsfähigsten kommerziell genutzten Redox Flow Zellen basieren heute auf Vanadium als Elektrolyt welche eine Energiedichte von ca. 25Wh pro Liter aufweisen. Zum Vergleich; der aus dem Auto bekannte Blei Akku hat eine Energiedichte von 42Wh/kg. Dazu ist der Elektrolyt sehr teuer und hoch giftig.

Der grösste Entwicklungsaufwand wird derzeit zweifelsohne in die Li-Akku Technologie gesteckt. Im speziellen findet der Li-Polymer Akku derzeit das grösste Anwendungsfeld. Mit eine Energiedichte von 150Wh/kg ist er weit leistungsfähiger als Redox Flow Zellen Systeme ebenso ist durch die weite Verbreitung der Technologie und vor allem durch den Push der einsetzenden Elektromobilität inzwischen eine Preisniveau von kleiner 200€ pro kWh erreicht.

Die Energiedichte ist dennoch auch bei dieser Technologie noch weit weg von dem was wir von fossilen Brennstoffen kennen wenn wir uns z.B. Dieselkraftstoff mit 10.000 Wh/l anschauen. Wo im negativen Sinne Li Polymer Akkus weit „leistungsfähiger“ als fossile Brennstoffe sind, ist die Brandgefahr. Eine mechanische Beschädigung reicht um in den Li Polymer Zellen eine Wärmeentwicklung zu entfachen die zu einem unkontrollierbaren Brand führt. Das ist auch der Grund warum Li Polymer Akkus in der Luftfahrt verboten wurden.

Die Aigys PowerCell® löst die hier genannten Probleme!