Energiespeicher
30.11.2018

Schaeffler setzt auf organische Riesen-Batterie

Foto: CMBlu
Organic-Flow-Batterien können beispielsweise Solar- und Windstrom zwischenspeichern oder Lastspitzen in Industriebetrieben glätten.

Großspeicher aus dem organischen Rohstoff Lignin könnten künftig die Stromnetze unterstützen. Die Unternehmen Schaeffler und CMBlu wollen die „Organic-Flow“-Batterien im industriellen Maßstab fertigen.

Der Rohstoff wächst nach und kommt in der Natur massenhaft vor: „Jede Pflanze mit einer Struktur besteht aus Lignin und Zellstoff“, sagt Peter Geigle, Vorstandschef des Speicherherstellers CMBlu Projekt aus dem unterfränkischen Alzenau. Und weil Milliarden von Tonnen Lignin nicht nur jedes Jahr in Form von Holz oder Gras nachwachsen, sondern auch als Abfallprodukt in der Papierindustrie entstehen, eignen sie sich als nachhaltiger Rohstoff für die umweltfreundliche Herstellung industrielle Großspeicher. „In der Papier- und Zellstoffindustrie fallen weltweit jährlich rund 50 Millionen Tonnen an“, sagt Geigle im Gespräch mit bizz energy. Der Großteil an Lignin wird momentan jedoch verbrannt, weil er sich nicht rentabel verwerten lässt.

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Das will Geigle ändern. CMBlu forscht seit fünf Jahren zusammen mit Forschungsgruppen deutscher Hochschulen an der Organic-Flow-Speichertechnologie. „Wir entnehmen Ringsysteme aus Lignin-Molekülen und machen daraus einen Elektrolyt, dessen Energiedichte ungefähr so ist wie bei Bleiakkus“, sagt Geigle. „Wir waren die ersten, die das gemacht haben, inzwischen ist es wissenschaftlicher Mainstream.“ Der Vorteil: Der organische Speicher kommt im Gegensatz zu den meisten Batterien komplett ohne Metall aus. Anders als bei vergleichbaren Redox-Flow-Systemen enthält er auch kein umweltschädliches Vanadium zur Herstellung der Elektrolyte.

Lokale Wertschöpfung

Für den natürlichen Rohstoff Lignin spreche neben seiner Umweltfreundlichkeit auch – anders als im Fall von teuren Metallen wie Lithium oder Kobalt – die lokale Produktion und Wertschöpfung, weil das Lignin aus Papierfabriken vor Ort verwendet werden kann, sagt Geigle. Hierzulande sind es jährlich etwa 800.000 Tonnen. „Deutschland kann sich mit dem Lignin aus dem Abfall der Zellstoffindustrie komplett mit stationären Speichern versorgen“, so der Vorstandschef.

Mit dem Autozulieferer Schaeffler aus Herzogenaurach hat CMBlu nun eine langfristige Kooperation geschlossen, um aus Prototypen kommerzielle Produkte zu machen. In den nächsten zwei Jahren sollen mit den ersten Kunden Pilotprojekte realisiert werden, 2021 soll die kommerzielle Produktion starten. CMBlu wird die Großspeicher vertreiben. Peter Gutzmer, Vize-Vorstandschef von Schaeffler, spricht von einem „hochinteressanten Zukunftsfeld“. Die geplanten Großspeicher passten perfekt in die „Mobilität für morgen“. 

Speicher könnten Strom zum E-Auto-Laden vorhalten

Anwendungsfelder gibt es Geigle zufolge so einige: Die Flüssigbatterien könnten überschüssige Energie aus Wind- und Solarparks speichern, sie könnten Strom zur Schnellladung von Elektroautos vorhalten oder Lastspitzen bei Industriespeichern vermeiden. Das Batteriesystem ist unabhängig von der elektrischen Leistung skalierbar und nur durch die Größe der Tanks und die Elektrolytmenge limitiert. Deshalb könne man damit nicht nur Megawatt- sondern sogar Gigawatt-Speicher errichten, die ganze Regionen mit Ökostrom versorgen könnten.

Die Technologie ist laut Geigle vor allem für große Energieversorger und Stadtwerke interessant, die ihren riesigen Energie-Speicherbedarf mit Lithium-Batterien nicht realisieren können. Die Herstellung von Redox-Flow-Batterien gilt bisher als sehr aufwändig. Es wird auf Hochtouren an günstigeren und sicheren Materialien geforscht. Die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa etwa testet Salzwasserbatterien, der Energieversorger EWE will Salzkavernen zu riesigen Redox-Flow-Stromspeichern mit Kunststoffen als zentrale Komponente machen. Geigle sieht seine Organic-Flow-Speicher im Vergleich mit anderen Technologien auch in Bezug auf die Kosten im Vorteil, weil sie auf nachwachsenden Rohstoffen basieren: „Wir liegen um den Faktor 10 unter klassischen Redox-Flow-Speichern“, sagt er.

Günstiges System

Damit seien die Systeme geeignet, um den Durchbruch für einen wirtschaftlichen Betrieb von industriellen Großspeichern möglich zu machen. Dazu dürften die Kosten pro Kilowattstunde (kWh) regenerativen Stroms sowie für die Speicherung nicht mehr als insgesamt acht US-Cent betragen, so Geigle. „Wenn man sieht, dass Strom oder Wind schon für fünf Cent oder darunter produziert werden können, bleiben drei Cent für Speicherung. Das können wir locker.“ Er hofft allerdings noch darauf, dass Speicherbetreiber in Deutschland künftig von der EEG-Umlage befreit werden.

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Jutta Maier
Keywords:
Energiespeicher | Organic-Flow | Stromnetze | Batterien | Speichertechnologie
Ressorts:
Technology | Markets

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