Es soll nichts weniger als der „Weltspeicher“ werden, den Voltstorage und die Hochschule Landshut in einem Forschungsprojekt entwickeln wollen, wie die Partner im vergangenen Sommer ankündigten. Doch es gibt noch ein zweites Forschungsprojekt: Bei „FERRUM“ soll mit Hilfe von Fördermitteln des Bundeswirtschaftsministeriums die Iron-Redox-Flow (IRF)-Technologie entwickelt werden. Sie soll die Stromspeicher noch kostengünstiger machen sowie für den Einsatz bei sehr hohen Temperaturen rüsten, wie Voltstorage am Montag mitteilte. Im ersten Schritt des Projekts gehe es um die Entwicklung eines Speichersystems mit einer Kapazität von acht Kilowattstunden, das sowohl mit Solarstrom- als auch Windkraftanlagen kompatibel ist. Anschließend werde die Weitentwicklung zu einem Großspeicher mit einer Kapazität von 50 Kilowattstunden für Industrie und Gewerbe. Das Forschungsprojekt „FERRUM“ endet Ende Februar 2022.
Als Vorteile des Eisen-Elektrolyts benennt Voltstorage, dass es größtenteils aus reinem Wasser bestehe und deshalb auch bei extremen Einflüssen oder Störungen nicht entflammbar sei. Eisen lasse sich zu 100 Prozent recyclen, sei weltweit in großen Mengen verfügbar und daher besonders günstig. Zudem könnten die Speichersysteme auch bei hohen Temperaturen, etwa im subtropischen und tropischen Raum, installiert werden. Damit das Ziel des Projekts auch erreicht wird, müssen natürlich auch die Kosten stimmen. Es würden Speichergestehungskosten (LCOS) von fünf Cent pro Kilowattstunde angestrebt, womit die Iron-Redox-Flow-Technologie auch die günstigste am Markt wäre. „Aufgrund der geringen Gesamtkosten schafft die IRF-Technologie daher eine ökologische Alternative besonders für größer skalierbare Gewerbe- und Industriespeichersysteme“, heißt es von Voltstorage weiter.
Zur Iron-Redox-Flow-Speichersystem heißt es weiter, dass es aus zwei durch eine Membran voneinander getrennten Batteriehalbzellen besteht, durch die in separaten Kreisläufen eine Elektrolytflüssigkeit gepumpt wird. Die Elektrolytflüssigkeit sei mit Eisensulfat angereichert. Beim Laden und Entladen komme es zu einem Transfer von Ionen und Elektronen zwischen den beiden Halbzellen, die Energie wird so im Elektrolyt gespeichert. Im ungeladenen Zustand herrscht in beiden Zellen eine identische Oxidationsstufe – erst beim Laden erfolgt in einer Halbzelle die Reduktion und in der anderen die Oxidation des Elektrolyts. In der nun negativ geladenen Halbzelle löst sich dabei das Eisen aus der Flüssigkeit und heftet sich an die Elektrode. Je mehr Eisen hier gebunden werden kann, desto höher ist die Kapazität der Batterie, wie Voltstorage zu seiner Technologie erklärte.
Anmerkung der Redaktion: Der Artikel ist am 17. März 2021 nach Rückmeldungen von Voltstorage und der Hochschule Landshut präzisiert worden. Es handelt sich bei „Weltspeicher“ und „FERRUM“ um zwei verschiedene Forschungsprojekte ohne direkten Zusammenhang.
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Dann wird das Entry-System mit 8 kWh also 8 mal 5 Cent, also 40 Cent kosten?
Ich glaube mit Gestehungskosten sind die Kosten pro gespeicherter kWh gemeint. Also 5 ct jedes mal wenn man 1 kWh einspeichert. Das ist vergleichbar oder sogar günstiger als Pumpspeicherkraftwerke, welche aktuell die geringsten Speicherkosten haben und bei weitem viel größer sind …
Jetzt, mit dem Wort ‚Gestehungskosten‘ statt ‚Speicherkosten‘, kann man es besser verstehen.
Bei diesem Pressetext gehen mal wieder die spekulativen Zahlen wild durcheinander. Da will (!) eine Forschungsgruppe einen Speicher entwickeln, der in unterschiedlicher Größe (vielleicht) auf den Markt kommen könnte. Bei irgendeiner Konstellation (welche wird nicht gesagt) strebt die Forschergruppe in der Theorie Kosten für das Speichern einer Kilowattstunde Strom von 5 Cent an. Damit das Speichern einer Kilowattstunde Strom in der Anwendung Heimspeicher (Privathaushalt) so günstig würde, dürfte eine Speicher pro Kilowattstunde Kapazität maximal 200 Euro kosten (5 Cent x 200 Vollzyklen pro Jahr x 20 Jahre Lebensdauer; die angenommene Lebensdauer ist mehr als optimistisch…). Dann darf er aber gleichzeitig nicht zu groß dimensioniert werden, weil sonst die Zyklenzahl zu gering ist. Bei einem Haushalt mit 5.000 kWh Jahresstromverbrauch sind das etwa 5 Kilowattstunden. Der Speicher darf also insgesamt einschließlich Installation, MwSt. usw. nicht mehr als 1.000 Euro kosten. Nennt mich Pessimist aber ich halte das bei der hier angedachten Technik für illusorisch. Ich ärgere mich wirklich über solche irreführenden Pressemitteilungen, die uns mit absurden Versprechen verrückt machen.
Und warum ist das noch nicht längst auf dem Markt? Die Antwort wird lauten: Weil die Leistung zu niedrig ist. Die wird im Artikel nämlich nicht erwähnt, und das lässt nichts Gutes ahnen. Die Tatsache, dass sich an einer Elektrode das Eisen ablagert, lässt außerdem vermuten, dass das maximale Speichervolumen begrenzt ist, anders als bei dem, was man bisher als Redox-Flow bezeichnet hat: Da werden Flüssigkeiten aufgeladen, deren Menge nur durch die Größe der Lagerbehälter und das Investitionsbudget begrenzt ist. Hier ist Schluss, wenn die Elektrode zu viel Eisen angesetzt hat. Interessant wäre noch zu erfahren, welche knappen Rohstoffe zusätzlich zu dem reichlich verfügbaren Eisen gebraucht werden. Um Leistung und Zyklenfestigkeit zu verbessern, wird wahrscheinlich noch so manches ausprobiert werden.
Aber wenn das stimmen würde mit den 5 ct pro gespeicherter kWh und wahrscheinlich gutem Wirkungsgrad, dann wäre es schon ein schöner Fortschritt. Das könnte viel H2-Elektrolyse um die Stromnetze durch die Dunkelflaute zu bringen ersparen.
Ich glaube auch, dass das Ziel ist auf längere Speicherzeiten, also >3-4h zu gehen. Wenn man einen Speicher in weniger als 3-4h laden und entladen möchte, kommt man meiner Meinungnach nicht an LiIon vorbei. Und hier hat das System mit Eisen schon bedeutende Vorteile gegenüber Pumpspeicher, Wasserstoff, LiIon (es kann überall aufgebaut werden, viel höherer Wirkungsgrad mit 80%, potentiell günstiger …).
Zu dieser Technologie gibt es ja einige wissenschaftliche Veröffentlichungen, auch was die Materialien angeht. Nachdem diese Forschung erst in den letzten 5-6 Jahren stattgefunden hat, denke ich dass es einfach noch in der Entwicklung ist und auch erst jetzt wirklich Sinn macht (stationäre Energiespeicher hat vor 20 Jahren einfach noch keiner gebraucht).
Bei den aktuellen Endspeicherpreisen, die sich in der CH um die CHF 1000/pro Kwh bewegen, sicher ein Lichtblick. Denn noch sind wir meilenweit davon entfernt, dass sich Batterien lohnen. Auch weil die Lebensdauer beschränkt ist. So habe ich auch bei meinem Photovoltaik Projekte auf eine Batterie verzichtet.