Alternativen zu klassischen stationären Batteriespeichern

Stationäre Batteriespeicher – teilweise aus ausrangierten Elektroauto-Batterien – sind eine mittlerweile etablierte Methode, um überschüssige erneuerbare Energie zwischenzuspeichern. Da sich Sonne und Wind nicht danach richten, wann ein Unternehmen seine Produktionskapazität hochfahren will und dafür mehr Energie braucht, braucht es in Zukunft mehr solcher Speicher. Ansonsten wird das Wegkommen von fossilen Energieträgern noch langwieriger, wenn überschüssige erneuerbare Energie nicht für Dunkelflauten oder Zeiten höheren Bedarfs gespeichert werden kann. Von den klassisch dafür verwendeten Lithium-Ionen-Akkus hat sicher jeder schon gehört. Es gibt aber diverse Start-ups oder Forschungsgruppen, die an Alternativen arbeiten.

Die Alternativen nutzen nicht nur verschiedene Materialien, sondern speichern Energie auch in unterschiedlicher Form zwischen, als Wärme, chemische Energie oder Druckluft. Je nachdem wofür die Energie im Anschluss benötigt wird, bietet sich das eine oder andere Verfahren an. Übrigens sitzen von den erwähnten Unternehmen oder Forschungseinrichtungen bis auf Airengy (Israel) alle in Europa und drei der europäischen sogar in Deutschland. Nur um den Unkenrufen, jegliches Start-up würde aus Deutschland abwandern, präventiv etwas entgegenzusetzen.

Batterien für Standortunabhängigkeit und Versorgungssicherheit

Durch den steigenden Anteil der erneuerbaren Energien am Strommix sind Batteriespeicher zum Geschäftsmodell geworden. Aber wer die Speicher künftig profitabel betreiben will, benötigt die richtigen Daten.

Wenn die Energie mit dem Flow geht

Bleiben wir zunächst bei dem Grundkonzept einer Batterie mit Elektrolyten. Das Problem bei Lithium-Ionen-Batterien sind bekanntlich die benötigten Rohstoffe, weswegen schon lange an möglichen alternativen Materialien mit ähnlicher Energiedichte geforscht wird. Das Unternehmen CMBlu glaubt, dafür eine Lösung gefunden zu haben, nach eigenen Angaben inspiriert von dem Vorgang, den Lebewesen nutzen, um Energie über Nacht zu speichern.

Die Solid-Flow-Batterie des Unternehmens enthält einen wässrigen Elektrolyten, der zum Aufladen über einen Energiewandler in einen mit Kunststoff-Granulat gefüllten Tank gepumpt wird. Bei dem Vorgang wird elektrische in chemische Energie umgewandelt und in dem Granulat gespeichert, was diese beim Entladen wieder an den Elektrolyten abgibt. Das Unternehmen gibt an, mit seiner Solid-Flow-Batterie ähnliche Energiedichten wie Lithium-Ionen-Batterien zu erreichen.

Anfang 2026 hat das Unternehmen nach einer erfolgreichen technischen Abnahme bestätigt, dass sich die Technologie sowohl für Netzdienstleistungen als auch für den Einsatz als Mehrstundenspeicher eignet. Daraufhin hat Uniper mit dem Unternehmen einen bedingten Liefervertrag über mindestens 5 GWh der Solid-Flow-Batteriespeichersysteme unterzeichnet. Der Vertrag läuft bis 2037 und räumt dem Energiekonzern ab 2027 die Option ein, Batteriesysteme in Tranchen von jeweils mindestens 100 MWh abzurufen.

Alfa Laval liefert Kryotechnik für Flüssigluft-Energiespeicherung

Alfa Laval hat eine Partnerschaft mit dem Institute for Advanced Engineering in Südkorea geschlossen. Ziel ist, Kryotechnik für Südkoreas erste großtechnische Flüssigluft-
Energiespeicheranlage bereitzustellen.

Wie Hitzestau in Gebäuden – nur besser

Die letzten Hitzesommer haben besonders Großstädtern vor Augen geführt, wie viel Wärme in Gemäuern gespeichert wird, die sich dort, auch wenn das Wetter schon kühler ist, noch hartnäckig hält. Was für den Städtebau ein Problem ist, für das es eine Lösung zu finden gilt, ist für die drei Gründer des Unternehmens Powerlith die Lösung für ein Problem.

Das aus der Technischen Hochschule Mittelhessen ausgegründete Start-up baut Hochtemperatur-Speicher, die elektrischen Strom mittels Widerstandsheizelementen in Wärme umwandeln und in keramischen Festkörpern speichern. Wird wieder Strom oder Wärme benötigt, wird die in den Keramikelementen gespeicherte Wärme – es sind bis zu 1.200 °C möglich – auf einen Luftstrom übertragen, der wiederum an eine Rückverstromungseinheit angeschlossen ist. Neben dem Strom kann beim Entladen des Speichers nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung zusätzlich Fernwärme bereitgestellt werden.

Rost als ungeahnt erfreulicher Zustand

Normalerweise versucht die Industrie, Rost um jeden Preis zu vermeiden, bedeutet der Prozess doch den Verfall von Infrastruktur. Gleich mehrere Unternehmungen haben sich jedoch aus der Idee heraus gegründet, dass diese Oxidation mit den richtigen Mitteln umkehrbar ist und somit elektrische in chemische Energie und wieder zurückgewandelt werden kann.

Das Unternehmen Rift nutzt Eisenpulver als Energiespeicher und nennt das Ganze “Iron Fuel Technology”. Dafür wird Eisenpulver verbrannt, wobei Flammen von bis zu 2.000 °C entstehen, deren Wärme genutzt werden kann, um Dampf, heißes Wasser oder Heißluft zu produzieren. Neben der Hitze entsteht beim Verbrennen Eisenoxid oder eben Rost. Das Pulver kann gelagert und dann mittels Wasserstoff, im besten Fall grünem, wieder zu Eisen reduziert werden.

Mitte 2026 hat das Unternehmen sein erstes kommerzielles Projekt in die Feed-Phase überführt. Die Anlage mit dem Namen Alpha One soll am Evonik-Standort im belgischen Antwerpen entstehen.

Ein ähnliches Prinzip verfolgt das Schweizer Unternehmen Reveal, allerdings nutzt es dafür Aluminium. Aluminiumoxid wird mittels Inertanoden-Elektrolyse unter Einsatz erneuerbarer Elektrizität reduziert und das entstehende Aluminium granuliert. Besteht Energiebedarf, oxidiert das Metallgranulat unter Zugabe von Wasser zu Aluminiumoxid, wobei Wärme und Wasserstoff freigesetzt werden.

Auch wenn das Marketing der Schweizer sich auf den Nutzen der Technologie für das emissionsfreie Beheizen von Privathaushalten fokussiert, gibt das Unternehmen an, dass das Prinzip genauso für die Industrie funktioniert.

Eine Betonkugel ganz tief im Meer

Das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE) forscht an Pumpspeichern der anderen Art. Im Projekt “Stored Energy in the Sea” (Stensea) sowie im Nachfolgeprojekt Stensea 2.0 nutzt das Institut hohle Betonkugeln, die unter Wasser – im ersten Versuch auf dem Grund des Bodensees, im zweiten auf dem Grund des Pazifiks vor der kalifornischen Küste – stehen. Jede Kugel verfügt über eine Pumpe, einen Generator und eine Turbine. Mit überschüssigem Strom wird die Pumpe angetrieben, die in der Betonkugel enthaltenes Wasser zurück in die Umgebung pumpt. Beim Entladen treibt das hereinströmende Wasser eine Turbine an, die über einen Generator wieder Strom erzeugt. Wie bei Batteriespeichern können mehr Kugeln für eine größere Kapazität installiert werden.

Das Projekt vor der Küste von Kalifornien läuft noch. Die Hoffnung ist, Synergieeffekte mit der Offshore-Öl- und Gas-Industrie sowie der Windindustrie wie Logistikinfrastruktur, Kabel, Pumpturbinen und Sensoriksysteme nutzen zu können.

Über drei Ecken in die Salzkaverne

Um das Verdrängen von Wasser geht es auch beim letzten vorgestellten Energiespeicher. Die Airbattery des israelischen Unternehmens Airengy ist ein bidirektionales System mit geschlossenem Kreislauf. Zum Speichern von überschüssigem erneuerbarem Strom wird dieser genutzt, um eine Pumpe anzutreiben, die Wasser in einen mit Luft gefüllten Behälter pumpt, wodurch die enthaltene Luft komprimiert wird. Die entstandene Druckluft wird in einer Salzkaverne gespeichert, bis wieder Strom gebraucht wird. Um Strom zu erzeugen, wird die Druckluft in den Behälter mit Wasser eingelassen, wo sie die Flüssigkeit verdrängt, wodurch das Wasser eine Turbine antreibt, die wieder Strom erzeugt.

Gemeinsam mit Nobian Dansk Salt hat das israelische Unternehmen in einem Mitte 2026 gestarteten Projekt vor, die Machbarkeit einer Langzeit-Druckluftspeicherung in einer Salzkaverne in Dänemark zu untersuchen.

Zuverlässige Pumpen für anspruchsvolle Energiespeicher

Die Energiewende kann nicht ohne zukunftsfähige Energiespeicher gelingen. Technologien wie Salzschmelze-Speicher und Redox-Flow-Batterien sind jedoch auf enorm widerstandsfähige und zuverlässige Pumpen angewiesen.

Für jeden was dabei

Es mangelt nicht an Ideen, wie man sich erneuerbare Energien stetig verfügbar und so auch industrietauglicher machen kann. Sicher, manche Herangehensweise mutet umständlicher als andere an, aber wir müssen uns von dem Gedanken lösen, dass es DIE eine Technologie geben wird, die der Goldstandard ist. Stattdessen sollte, bevor neue Ideen verworfen werden, weil sie für bestimmte Unternehmen nicht sinnvoll sind, überlegt werden, ob die jeweilige Technologie nicht vielleicht für eine eher nischige Branche geeignet ist. Denn jeder Schritt auf dem Weg zur Dekarbonisierung hilft.