Die Batterien für den Erfolg der erneuerbaren Energie
Batteriespeichersysteme sind wichtig, um die Erneuerbaren erfolgreich in das Stromnetz zu integrieren. Das liegt zum Teil an der fluktuierenden Stromerzeugung mit Erneuerbaren und der Herausforderung, die Verfügbarkeit und die Nachfrage aufeinander abzustimmen. „In Anbetracht der notwendigen Größe der Batterien und der anstehenden Investitionen ist Sicherheit eine der wichtigsten Voraussetzungen für die Speicherung erneuerbarer Energie“, erklärt der wissenschaftliche technische Koordinator bei LOLABAT, Fabrice Fourgeot von SUNERGY in Frankreich. „https://cordis.europa.eu/project/id/101069765/de (Lithium-Ionen-Batterien) sind zwar für Dinge wie Elektrofahrzeuge nützlich, aber keine optimale Lösung für die stationäre Speicherung. Es besteht eindeutiger Bedarf an alternativen Chemikalien zu Lithium-Ionen, die sicher sind, eine lange Lebensdauer haben und in hohem Maße recycelbar sind.“
Wiederaufladbare Nickel-Zink-Batterietechnologie
Das Hauptziel im Projekt LOLABAT war, eine neue Technologie für wiederaufladbare Nickel-Zink-Batterien zu entwickeln, mit der langlebige, kostengünstige Batterien mit optimaler Sicherheit konzipiert werden können. „Das Projekt bestand aus 17 Partnerorganisationen aus sieben Ländern“, so Fourgeot. „Das Team verfügte über Fachwissen zur gesamten Wertschöpfungskette von Rohstoffen, Zellen und der Batteriekonstruktion bis zu Endnutzenden und Recyclingdiensten.“ Im Projekt konnten mehrere technische Probleme gelöst werden, die lange mit instabilen Zinkelektroden in wiederaufladbaren Zellen in Verbindung gebracht wurden. Ein Teil dieser Arbeit war die Entwicklung einer patentierten Elektrodenformulierung. Die Batterien wurden konstruiert und getestet und anschließend in verschiedenen Betriebsszenarien erprobt.
Kostengünstige und sichere Energiespeicherung
Die Batterien wurden eingesetzt, um Energie in einem hybriden Wasserkraftwerk zu speichern und um den Energiebedarf in einem intelligenten Gebäude zu steuern. Zudem wurde eine Lösung zur Energiespeicherung für abgelegene ländliche Gemeinden getestet. Bei den Versuchen wurde nachgewiesen, dass das neue Batteriesystem als kostengünstige und sichere Energiespeicherung bei verschiedenen Anwendungen im Bereich erneuerbarer Energie dienen kann. „Die Replizierbarkeit war ein wichtiger Aspekt im Projekt“, sagt Fourgeot. „Daher haben wir ein Verfahren mit einem CO2-Fußabdruck eingesetzt, der 38 % kleiner ist als bei konventionellen Verfahren. Wir konnten auch Recyclingraten von 63 % erreichen.“ Bei Lebenszykluskostenanalysen kam heraus, dass die Nickel-Zink-Batterien kostengünstiger sind als Lithium-Ionen- und auch Blei-Säure-Batterien.
Erneuerbare Energie in das Stromnetz integrieren
Fourgeot und sein Team hoffen, dass diese Ergebnisse den ersten Schritt zu einer tragbaren Industrie für wiederaufladbare Nickel-Zink-Batterien in Europa darstellen. Seit Projektende wurden drei neue Patente angemeldet, sodass die Tür zur europäischen Führungsposition im Bereich der stationären Energiespeicherung offensteht. „Wir wissen, dass die stationäre Energiespeicherung entscheidend ist, um erneuerbare Energie effektiv in das Stromnetz zu integrieren“, ergänzt er. „Wir konnten zeigen, dass diese neue Batterietechnologie sicher und in hohem Maße recycelbar ist und mit leicht verfügbaren Rohstoffen gefertigt werden kann. All das ist gut für die Umwelt und die Schaffung von Arbeitsplätzen.“ Zu den nächsten Schritten gehört, den Prototyp weiter in Richtung Kommerzialisierung zu bringen, die Demonstrationen auszuweiten und weitere Arbeitsumgebung nachzubilden. Ein weiteres wichtiges Ziel ist, die Recyclingrate auf 80 % anzuheben, um einen noch größeren Beitrag zur Kreislaufwirtschaft zu leisten. „LOLABAT bildet eine solide Grundlage für diese Technologie“, so Fourgeot. „Diese wird in den kommenden Jahren weiterentwickelt, um ab 2030 die Massenproduktion anzukurbeln.“
Schlüsselbegriffe
LOLABAT, Batterien, erneuerbar, Energie, fossile Brennstoffe, Lithium-Ion, Nickel, Zink
