Die Energiewende trifft in Deutschland noch immer auf zahlreiche Hürden, die es zu überwinden gilt. Ein Problem der erneuerbaren Energien liegt in der mangelnden Möglichkeit, diese in ausreichenden Mengen zu speichern. Dank eines Akkus ohne Metalle, den das deutsche Unternehmen cmblu entwickelte, könnte sich das zukünftig ändern. Mithilfe dieser Technologie wären auch große, langlebige Speichersysteme möglich.
Organic SolidFlow-Akku – nachhaltig herstellbar, beliebig erweiterbar
Cmblus Organic SolidFlow-Akkus setzen auf das Redox-Flow-Prinzip, mit dem sich in der Natur Organismen bereits seit Milliarden von Jahren versorgen. Sie speichern elektrische Energie in Form von flüssigen Elektrolyten statt mit festen Elektroden. Die Speicher verfügen also über eine Flüssigkeit, die in externen Tanks gespeichert und während des Lade- und Entladevorgangs in einem konstanten Fluss durch die Batteriestacks gepumpt werden. Organic-SolidFlow-Batterien setzen dabei auf einen neuen Ansatz, verglichen mit anderen Redox-Flow-Akkus. Statt Metallionen bestehen ihre Elektrolyte rein aus Kohlenstoffverbindungen. Kohlenstoff nutzt die Natur bereits seit jeher als Kernelement der organischen Redoxreaktion und er ist zahlreich vorhanden. Durch die Nutzung organischer Elektrolyte erreicht der Akku ohne Metall eine nachhaltige und effiziente Stromspeicherung. Bei passender Wartung könnten die Modelle laut Hersteller praktisch unbegrenzt lang genutzt werden.
Neben den neu genutzten Elektrolyten verfügen die Akkus über eine besondere Bauweise, die eine einzigartige Skalierbarkeit ermöglicht. Dadurch können Organic-SolidFlow-Batterien zu riesigen Speichersystemen zusammengefasst werden. Diese Speichermöglichkeit für große Strommengen birgt dank der günstigen Produktionskosten großes Potenzial zur Verbesserung der Energieversorgung in Deutschland. Mit ihrer Hilfe könnte man viel mehr Strom aus erneuerbaren Quellen bei Überproduktionen zwischenspeichern, um ihn bei Bedarf an das Stromnetz abzugeben. Bisher stehen noch immer viele Windräder in Deutschland still. Selten liegt das tatsächlich an der Windgeschwindigkeit, da moderne Windräder auch bei geringen Geschwindigkeiten noch immer zuverlässig Strom produzieren können. Viel häufiger kann das Stromnetz keine weitere Energie aufnehmen, sodass verfügbare Ressourcen nicht vollständig genutzt werden.
Dank der besonderen Skalierbarkeit der Batterien sind Speicherkapazitäten bis hin in den Gigawattstunden-Bereich mit ihnen möglich. Mit einem Wirkungsgrad von rund 90 Prozent unterscheiden sie sich nur geringfügig von den 95 Prozent Wirkungsgrad bei Lithium-Ionen-Batterien. Da weder brennbare noch explosive Materialien in der Konstruktion zum Einsatz kommen, gelten die Organic SolidFlow-Akkus zudem als sicher im Betrieb. Sie können daher auch flexibler aufgestellt werden, ohne Brandschutzbestimmungen zu verletzten.
Akku ohne Metall eignet sich nicht für kompakte Geräte
Während das Batteriesystem große Vorteile für Speichersysteme bietet und sich beliebig groß errichten ließe, bringt es eine Schwachstelle mit sich. Die Energiedichte der Systeme fällt geringer aus als bei Lithium-Akkus. Das bedeutet, die Organic SolidFlow-Akkus benötigen erheblich mehr Platz als ihre Konkurrenten. Bei Geräten, die so kompakt und mobil wie möglich gehalten werden, sind sie daher ungeeignet. Weder Smartphones, Laptops noch E-Autos werden daher künftig mit den günstigeren Alternativen ausgestattet. Dafür könnte sich die Technologie nicht nur in großen Speicheranlagen im Land einfinden, sondern ebenso in zahlreichen Heimspeichersystemen. Dank der Langlebigkeit der Akku-Systeme ist ihre Lebenserwartung vergleichbar mit Lithium-Eisenphosphat-Batterien, die ebenso mehr als 20.000 Ladezyklen überdauern. Da in den Redox-Flow-Akkus jedoch gar keine Metalle zum Einsatz kommen, dürften sie auf lange Sicht günstiger pro Kilowattstunde Speicherkapazität ausfallen. Vorausgesetzt, du verfügst über ausreichend Fläche, um die größeren Module bei dir unterzubringen.
In der Industrie ist das Interesse an den organischen Super-Speichern besonders groß. Der Energiekonzern uniper kooperiert mit cmblu zur Transformation des Staudinger Kraftwerkgeländes in Hessen. Das heutige Gas– und Kohlekraftwerk soll stattdessen eine nachhaltige Energiezentrale werden, indem man 1 Megawatt Speicherleistung als Pilotprojekt dort errichtet. Nach erfolgreichem Testlauf möchte man bis zu 250 Megawatt Speicherkapazität am Standort errichtet. Durch die großen und bezahlbaren Speicherkapazitäten sind auch unser Nachbarland Österreich bereits auf die Technologie aufmerksam geworden. Dort plant der Bundesstaat Burgenland mit dem Versorger Burgenland Energie, die Region energieautark zu gestalten. Dafür benötigen sie rund 300 Megawattstunden Speicherkapazität mit einer Leistung von bis zu 100 Megawatt, die cmblus Akkutechnologie problemlos liefern kann.
