Die globale Energielandschaft erlebt einen Wandel. Unternehmen wie Unigrid, Inlyte Energy, CIUDEN und Sunamp treiben die Entwicklung von Energiespeichertechnologien voran, die ohne Lithium auskommen. Diese Innovationen versprechen längere Lebenszyklen, verbesserte Sicherheit und eine nachhaltigere Materialbasis, was langfristig die Kosten senken und die Dekarbonisierung unterstützen kann.
Wichtige Erkenntnisse
- Unigrid erreicht mit Natrium-Ionen-Batterien 5.000 Zyklen und 25 Jahre Lebensdauer.
- Inlyte Energy setzt auf Eisen-Natrium-Batterien und lokale Lieferketten in den USA.
- CIUDEN testet Vanadium-Redox-Flow-Batterien für Langzeitspeicherung in Spanien.
- Sunamp bringt thermische Energiespeicher für Industrie und Gewerbe auf den Markt.
Unigrid: Natrium-Ionen-Batterien erreichen neue Meilensteine
Das US-amerikanische Unternehmen Unigrid hat kürzlich einen bedeutenden Erfolg bei der Entwicklung seiner Natrium-Ionen-Batterietechnologie bekannt gegeben. Die proprietäre Natrium-Kobalt-Oxid (NCO)-Chemie erreichte in kommerziellen Zellen 5.000 Zyklen bei 100 % Entladetiefe. Dabei blieb die Kapazität zu über 95 % erhalten. Dies ist ein wichtiger Fortschritt für die Batterietechnologie.
Unigrid prognostiziert eine erwartete Lebensdauer von 20.000 Zyklen und eine betriebliche Lebensdauer von bis zu 25 Jahren. Diese Werte übertreffen die meisten Lithium-Ionen-Batterien, einschließlich der Lithium-Eisenphosphat (LFP)-Batterien, die etwa 12.000 Zyklen erreichen. Eine so lange Lebensdauer ist besonders vorteilhaft für die Kombination mit Solaranlagen, deren Module oft ebenfalls eine Lebensdauer von 25 Jahren haben.
Darren H. S. Tan, CEO von Unigrid, erklärte: „Anstatt teure Batteriewechsel mitten in einem Projekt zu planen, können Betreiber die Speicherung jetzt an die volle Lebensdauer ihrer Solaranlagen anpassen. Das eröffnet die Tür zu vorhersehbareren Finanzierungsmodellen wie Battery-as-a-Service und langfristigem Energie-Leasing, während gleichzeitig das Risiko gesenkt und die Lebenszykluskosten im gesamten Netz reduziert werden.“
Faktencheck: Batterielebensdauer
- Unigrid (Na-Ion): bis zu 25 Jahre
- LFP (Li-Ion): bis zu ca. 12.000 Zyklen
- Typische Solarmodule: 25 Jahre
Bereits im Januar begann Unigrid mit dem internationalen Versand seiner NCO-Kathodenzellen in kommerziellem Umfang. Das Unternehmen war nach eigenen Angaben der erste Batteriehersteller außerhalb Chinas, der Natrium-Ionen-Zellen in großem Maßstab exportierte. Unigrid verfolgt ein sogenanntes Fab-less-Modell. Es kooperiert mit Herstellern, um seine NCO-Zellchemie zu erweitern, anstatt teure Gigafabriken zu bauen. Dies ermöglicht eine schnelle globale Expansion.
Sicherer Transport und globale Expansion
Nach der UN38.3-Zertifizierung für den sicheren Transport seiner Natrium-Ionen-Zellen im letzten Jahr erfolgte der Übergang vom Pilotprojekt zu umfassenden Exporten bis 2025. Diese Lieferungen markierten die ersten Natrium-Ionen-Exporte in mehreren Häfen, die ihre Verfahren an diese neue Batteriechemie anpassen mussten. Der sichere Transport von Batteriezellen ist komplex. Die US National Fire Protection Association (NFPA) entwickelt derzeit den Standard NFPA 800, der alle Aspekte des Batterietransports und der Lagerung regeln wird.
Inlyte Energy: Eisen-Natrium-Batterien für die USA
Der US-amerikanische Hersteller von Eisen-Natrium-Batterien, Inlyte Energy, hat eine Vereinbarung mit Ervin Industries getroffen. Ervin Industries ist ein Hersteller von Metallschleifmitteln. Ziel ist die Entwicklung von Eisenpulverformulierungen zur Optimierung der Batterieleistung von Inlyte und zur Erweiterung der heimischen Lieferantenbasis.
Inlyte verwendet Natrium-Metallchlorid (SMC)-Batterietechnologie, auch bekannt als ZEBRA-Batterien. Diese Technologie wird seit über 40 Jahren eingesetzt. Die Systeme von Inlyte nutzen Umwandlungschemie von Eisen und Natriumchlorid. Festes Beta-Alumina dient als Elektrolyt und geschmolzenes NaAlCl4 als Katholyt.
Hintergrund: ZEBRA-Batterien
ZEBRA-Batterien (Zero Emission Battery Research Activities) sind eine Art von Natrium-Metallchlorid-Batterien, die bei hohen Temperaturen arbeiten. Sie zeichnen sich durch hohe Sicherheit und lange Lebensdauer aus und wurden ursprünglich für Elektrofahrzeuge entwickelt.
Inlyte betont, dass die Verwendung von lokal verfügbaren Materialien wie Eisen die Energiespeicherung vorantreibt. Dies geschieht durch die Nutzung bestehender amerikanischer Industrieinfrastruktur. Ervin stellt technische Eisenmaterialien für verschiedene Industriesektoren her, darunter Oberflächenvorbereitung und fortschrittliche Fertigung. Das Unternehmen verwendet recycelte Metalle für die Produktion, was eine nachhaltige und kostengünstige Basis für die Batterieherstellung gewährleistet.
In Zusammenarbeit mit Inlyte will Ervin die Spezifikationen verfeinern, Produktionsmethoden verbessern und Materialeigenschaften optimieren. Dies soll den großflächigen Einsatz von Batterien unterstützen. Inlyte macht weitere Fortschritte beim Aufbau der Fertigung und Kommerzialisierung in den USA. Das Unternehmen plant, 2026 einen Standort für seine erste heimische Produktionsstätte auszuwählen. Zusammen mit HORIEN Salt Battery Solutions will Inlyte in den USA hergestellte Natrium-Batteriesysteme auf den Markt bringen. Kommerzielle Lieferungen sind für 2027 geplant.
Im Februar kündigte Inlyte eine Partnerschaft mit dem Schweizer Rechenzentrumsbetreiber NTS Colocation AG an. Ziel ist der Einsatz von 2 MW Eisen-Natrium-Batteriekapazität bis 2028.
CIUDEN: Vanadium-Redox-Flow-Batterien in Spanien
Die Fundación Ciudad de la Energía (CIUDEN) in Spanien, die dem Ministerium für ökologischen Wandel und demografische Herausforderung (MITECO) untersteht, hat die Betriebstests einer Energiespeicheranlage abgeschlossen. Diese Anlage verwendet Vanadium-Redox-Flow-Batterie (VRFB)-Technologie.
Das 1 MW/8 MWh ESS verfügt über ein 100 kW/800 kWh experimentelles Modul für verschiedene F&E-Tests. Der Auftrag im Wert von 6,4 Millionen Euro (7,3 Millionen US-Dollar) wurde an das spanische Unternehmen CYMI vergeben und umfasst Technologie des südkoreanischen Unternehmens H2 Inc.
VRFB-Vorteile
- Lebensdauer: über 20 Jahre
- Leistung und Energie sind entkoppelt
- Hohe Skalierbarkeit
Diese Technologie basiert auf der Vanadium-Redox-Reaktion über vier Oxidationsstufen, die in mehreren Elektrolyttanks gespeichert wird. Sie bietet eine Lebensdauer von über 20 Jahren und unterstützt die Entkopplung von Leistung und Energie. Das ESS ist Teil eines CIUDEN-Projekts zur Produktion von grünem Wasserstoff, nachhaltigen synthetischen Kraftstoffen und Energiespeicherung. Es wird durch den Wiederaufbau-, Transformations- und Resilienzplan (RTRP) der Europäischen Union und Next Generation EU finanziert.
Ziel ist es, technische Daten zu sammeln, um die industrielle Entwicklung verschiedener Technologien zu unterstützen. Dies ermöglicht die Bestimmung ihrer optimalen Betriebsbedingungen und fördert die Dekarbonisierung der Industrie. Neben den Flow-Batterien beherbergt das Projekt Natrium-Schwefel (NaS)-Batteriesysteme mit einer Kapazität von 1 MW/5,8 MWh und Li-Ionen-Systeme mit 600 kW/1,3 MWh. Nach der Installation dieser Systeme im Jahr 2025 im Technologieentwicklungszentrum Cubillos del Sil wird CIUDEN eine Gesamtenergiespeicherkapazität von etwa 15 MWh haben.
Vanadium-Redox-Flow-Batterien
VRFBs speichern Energie in flüssigen Elektrolyten, die in externen Tanks zirkulieren. Dies ermöglicht eine flexible Skalierung von Energie und Leistung und macht sie ideal für Langzeit-Energiespeicheranwendungen.
Im Jahr 2024 setzte H2, Inc. eine 1,1 MW/8,8 MWh VRFB in einem CIUDEN-Projekt ein. Dieses Projekt war Teil eines von MITECO finanzierten Programms. Es suchte nach einer Langzeit-Energiespeicherlösung (LDES), die acht Stunden lang maximale Leistung liefern kann. H2 gewann die Ausschreibung in Zusammenarbeit mit lokalen spanischen Firmen. Im selben Jahr startete Enel Green Power die damals größte VRFB auf Mallorca, Spanien. Dieses 1,1 MW/5,5 MWh System wurde im 3,34 MWp Son Orlandis Solarpark von Enel Green Power España installiert.
Sunamp: Thermische Energiespeicher für Industrie und Gewerbe
Sunamp, ein schottischer Hersteller von thermischer Energiespeichertechnologie, hat Central Bank Mini vorgestellt. Dies ist das erste Produkt des Unternehmens, das speziell für den gewerblichen, industriellen und produzierenden Sektor entwickelt wurde. Sunamp erklärt, dass Central Bank Mini darauf ausgelegt ist, das volle Potenzial von Abwärme und kohlenstoffarmen Energiequellen effektiv zu erfassen und zu nutzen.
Es handelt sich um ein thermisches Energiespeichersystem, das Wärme über einen weiten Bereich industrieller Temperaturen speichert und freisetzt. Durch die Verwendung von Sunamps proprietärer Plentigrade-Phasenwechselmaterial (PCM)-Technologie kann das System Wärme während des Ladevorgangs aufnehmen und bei Bedarf wieder abgeben. Dies hilft Unternehmen, Abwärme zurückzugewinnen, Energielasten zu stabilisieren, den Kraftstoffverbrauch zu senken und die Kohlenstoffemissionen zu reduzieren.
Plentigrade PCM
- Nicht-toxisch
- Entwickelt mit der University of Edinburgh
- Speichert Wärme effizienter als Wasser
Plentigrade ist ein nicht-toxisches PCM, das in Zusammenarbeit mit der University of Edinburgh entwickelt wurde. Es speichert Wärme wesentlich effektiver als Wasser und kann herkömmliche Heizsysteme wie Kessel in Haushalten und Unternehmen ersetzen oder ergänzen. Das Unternehmen behauptet, dass das Produkt mit verschiedenen Wärmequellen in modernen Industrieanlagen und Wärmenetzen integriert werden kann. Es kann Energie aus zahlreichen Quellen gewinnen, darunter Kühlerwärmerückgewinnung, Prozesskühlung und Wärmeaustausch, Luft- und Abgaswärmerückgewinnung sowie Kompressorkühlung.
Es deckt Ladetemperaturen von 50 °C bis 120 °C und Entladetemperaturen von 33 °C bis 85 °C ab. Diese zuvor verlorene Energie kann für wertvolle Anlagenleistungen wie Prozesswärme, Raumheizung, HLK, Dampfvorwärmung, Warmwasserbereitung und Kühlung durch Absorptionskühler wieder eingesetzt werden.
Sunamp erklärt: „Für Lebensmittel- und Getränkehersteller könnte dies beispielsweise einen deutlich geringeren Strom-, Gas- oder Ölverbrauch für Heizung, Vorwärmung und wesentliche Zusatzprozesse sowie eine reibungslosere, zuverlässigere Wärmeversorgung bei Batch-Operationen und schwankenden Kessellasten bedeuten.“
Das Unternehmen hob auch hervor, dass in Kitakyushu City, Japan, die IHI Corporation Sunamps Central Bank Mini P58 nutzte. Sie erfasste überschüssige Kesselwärme aus einer Seifenfabrik und lieferte sie über eine unterirdische Leitung an eine benachbarte Fabrik. Unter Verwendung der Plentigrade PCM-Technologie von Sunamp „speicherte das System bis zu 80 kWh Wärme mit minimalen Verlusten und lieferte stabile, hygienische, steuerbare Wärme bei Bedarf. Die Ergebnisse waren sofortige Betriebseinsparungen und langfristige Ausfallsicherheit mit einer 30%igen Reduzierung der Systemkosten und einer CO₂-Amortisation in weniger als einem Jahr.“ Im Jahr 2021 unterzeichnete Sunamp eine Vereinbarung mit einem Distributor, um fast 70 Millionen US-Dollar Umsatz in China zu erzielen und eine Fabrik in dem Land zu eröffnen.
