Langzeitspeicher machen erneuerbare Energie planbarer

Wind- und Solarstrom stehen nicht immer dann zur Verfügung, wenn Industrie, Netze oder Verbraucher sie benötigen. Je stärker erneuerbare Energien ausgebaut werden, desto wichtiger wird deshalb die Frage, wie sich große Energiemengen über längere Zeiträume speichern lassen.

Kurzzeitspeicher können Lastspitzen ausgleichen oder Solarstrom über die Nacht retten. Für Zeiträume von mehreren Tagen entstehen jedoch andere Anforderungen. Auf der ees Europe zeigte Elestor eine Langzeit-Energiespeicherlösung auf Basis einer Wasserstoff-Eisen-Flow-Batterie. Das System ist darauf ausgelegt, elektrische Energie nicht nur für wenige Stunden, sondern über Zeiträume von 15 bis 150 Stunden bereitzustellen. Damit richtet sich die Technologie vor allem an Anwendungen, bei denen erneuerbare Energie kontinuierlicher verfügbar gemacht werden soll.

Elestor nutzt Wasserstoff-Eisen-Flow-Batterie für lange Laufzeiten

Der zentrale Unterschied zu vielen klassischen Batteriesystemen liegt im Aufbau der Flow-Batterie. Bei herkömmlichen Batteriespeichern sind Leistung und Kapazität eng miteinander verbunden. Wer mehr Speicherdauer benötigt, muss meist zusätzliche komplette Batterieeinheiten installieren. Bei der Wasserstoff-Eisen-Flow-Batterie sind Leistung und Kapazität dagegen getrennt. Die Leistung wird über den elektrochemischen Teil der Anlage bestimmt, die Speicherdauer über die Größe der Tanks. Wird beispielsweise eine Anlage mit fünf oder 20 Megawatt Leistung geplant, kann anschließend festgelegt werden, wie viele Stunden diese Leistung bereitstehen soll. Das schafft eine hohe Skalierbarkeit. Wenn ein Betreiber zunächst 50 Stunden Speicherdauer installiert und später 100 Stunden benötigt, können zusätzliche Tanks ergänzt werden. Die Batterie muss dafür nicht grundsätzlich neu ausgelegt werden.

Eisensulfat als verfügbarer Rohstoff

Ein wichtiger Bestandteil des Systems ist Eisensulfat. Nach Angaben von Elestor gehört es zu den breit verfügbaren und vergleichsweise günstigen Chemikalien. Damit unterscheidet sich der Ansatz deutlich von Speichertechnologien, die auf Rohstoffe wie Lithium oder Vanadium angewiesen sind. Gerade im Zusammenhang mit Energieresilienz ist dieser Punkt relevant. Staaten und Regionen wollen ihre Abhängigkeit von importierten Energieträgern und kritischen Rohstoffen reduzieren. Eine Speichertechnologie, die auf gut verfügbaren Materialien basiert, kann dazu beitragen, Versorgungsketten robuster zu machen. Die wichtigsten Merkmale des Systems:

• Wasserstoff-Eisen-Flow-Batterie für lange Speicherdauern
• Entkopplung von Leistung und Kapazität
• Speicherzeiten zwischen 15 und 150 Stunden
• skalierbare Tanks für spätere Erweiterungen
• Nutzung von Eisensulfat als breit verfügbarem Rohstoff

Langzeitspeicher stabilisieren grünen Wasserstoff

Ein zentrales Einsatzfeld liegt in der Produktion grüner Kraftstoffe. Wer Wasserstoff mit Wind- oder Solarstrom erzeugt, ist von schwankender Stromverfügbarkeit abhängig. Elektrolyseure arbeiten jedoch wirtschaftlicher, wenn sie möglichst kontinuierlich betrieben werden können. Langzeit-Energiespeicher können hier eine Brückenfunktion übernehmen. Sie nehmen überschüssigen erneuerbaren Strom auf und stellen ihn später wieder bereit. Dadurch lässt sich ein Elektrolyseur gleichmäßiger auslasten. Das kann die Größe der Anlage reduzieren und die Kosten für grünen Wasserstoff senken. Dieser Wasserstoff kann wiederum in nachgelagerten Prozessen genutzt werden, etwa für eSAF, also nachhaltigen Flugkraftstoff. Gerade solche Anwendungen zeigen, dass Langzeitspeicher nicht nur für Stromnetze relevant sind, sondern auch für industrielle Wertschöpfungsketten.

Speicher können fossile Spitzenlastkraftwerke ersetzen

Ein weiteres Anwendungsfeld betrifft die Netzstabilität. Viele Länder nutzen heute gasbetriebene Spitzenlastkraftwerke, um kurzfristig Flexibilität bereitzustellen. Diese Anlagen springen ein, wenn Strombedarf und Stromerzeugung nicht zusammenpassen. Große Langzeitspeicher könnten einen Teil dieser Aufgabe übernehmen. Sie können Energie aufnehmen, wenn viel erneuerbarer Strom verfügbar ist, und sie später wieder abgeben. Damit entsteht Flexibilität, ohne fossiles Gas zu verbrennen. Besonders interessant wird dieser Ansatz in Regionen mit hoher Wind- oder Solarstromproduktion. Dort kann gespeicherte Energie helfen, Schwankungen auszugleichen und erneuerbare Erzeugung besser nutzbar zu machen.

Großprojekt in den Niederlanden als nächster Schritt

Die Technologie befindet sich noch in einem jungen Marktumfeld. Elestor ordnet das eigene System derzeit beim Technology Readiness Level 6 ein. Gleichzeitig wurden bereits größere Projekte angestoßen. Dazu zählt eine geplante 20-Megawatt-Batterie mit 50 Stunden Speicherdauer in den Niederlanden, die an einen 320-Megawatt-Windpark angeschlossen werden soll. Solche Projekte sind wichtig, weil sie den Übergang von Demonstration und Pilotierung hin zu industriell nutzbaren Anlagen markieren. Für Betreiber, Investoren und Versicherer wird entscheidend sein, ob Langzeitspeicher zuverlässig, skalierbar und wirtschaftlich betrieben werden können. Die kommenden Jahre dürften deshalb zeigen, welche Technologien sich in diesem neuen Marktsegment durchsetzen. Klar ist jedoch: Mit dem weiteren Ausbau erneuerbarer Energien wächst der Bedarf an Speichern, die über die klassische Kurzzeitanwendung hinausgehen. Wasserstoff-Eisen-Flow-Batterien könnten dabei eine wichtige Rolle spielen, wenn es darum geht, erneuerbare Energie planbarer, regionaler und unabhängiger nutzbar zu machen.