Die Nachfrage nach zuverlässigen und sicheren Energiespeicherlösungen steigt weltweit, insbesondere durch den Ausbau von Rechenzentren und die Energiewende. Das deutsche Unternehmen CMBlu hat eine innovative organische Flussbatterie entwickelt, die eine vielversprechende Alternative zu Lithium-Ionen-Batterien darstellt und geopolitische Risiken minimiert.
Wichtige Erkenntnisse
- CMBlu setzt auf organische SolidFlow-Batterien, die auf Kohlenstoff basieren.
- Die Technologie ist unabhängig von seltenen Erden und Konfliktmaterialien.
- CMBlu-Batterien bieten eine Speicherdauer von 8-10 Stunden und hohe Energiedichte.
- Die Fertigung ähnelt der Automobilindustrie und benötigt keine Reinräume.
- Google und SRP testen CMBlu-Technologie für Rechenzentren in Arizona.
Revolutionäre Technologie: Organische SolidFlow-Batterien
CMBlu hat eine einzigartige Technologie entwickelt, die sich von herkömmlichen Flussbatterien unterscheidet. Giovanni Damato, Präsident von CMBlu Nordamerika, beschreibt das System als eine Flussbatterie mit zwei entscheidenden Vorteilen. Der erste ist die organische Komponente, die auf Kohlenstoff basiert. Dies macht die Batterien unabhängig von kritischen Rohstoffen.
"Unsere Technologie ist nicht auf Konfliktmaterialien oder seltene Erden angewiesen", erklärt Damato. "Das vermeidet die geopolitischen Probleme, die heute oft mit Batteriemetallen verbunden sind." Diese Unabhängigkeit ist ein entscheidender Faktor in einer Zeit, in der Lieferketten zunehmend unter Druck stehen.
Faktencheck: Redox-Flussbatterien
- Energiekapazität und Leistungsabgabe sind unabhängig voneinander skalierbar.
- Flüssige Elektrolyte werden in Tanks gelagert und durch eine Membran gepumpt.
- Theoretisch gibt es keine Grenze für die speicherbare Energie.
- Erhöhte Energie-Leistungs-Verhältnisse können Investitionskosten senken.
Das SolidFlow-Prinzip: Mehr Energie auf kleinerem Raum
Der zweite Vorteil ist das SolidFlow-Prinzip. Obwohl es wie ein Widerspruch klingt, integriert CMBlu feste Materialien in die Tanks der Batterie. "In einem herkömmlichen Flussbatteriesystem gibt es Tanks und Stapel, und Pumpen fördern Flüssigkeit durch die Stapel", so Damato.
Bei CMBlu interagieren die organischen Moleküle im flüssigen Elektrolyten mit stationären Feststoffen in den Tanks. Diese Feststoffe nehmen Elektronen auf, was die Energiedichte erheblich steigert. Damato führt aus: "Man hat dadurch eine viel größere Energiedichte, als wenn man sich nur auf das verlassen würde, was man in der wässrigen Lösung halten kann."
Unabhängigkeit von Lieferketten und geopolitischen Risiken
Die globale Batterielieferkette ist von Unsicherheiten geprägt. Geopolitische Spannungen und neue Zölle haben die Kosten, insbesondere für Lithium-Eisenphosphat (LFP)-Zellen aus China, in die Höhe getrieben. Dies hat viele Entwickler dazu veranlasst, nach Alternativen zu suchen.
CMBlu positioniert sich hier als Lösung. Die organischen Flussbatterien benötigen keine Metalle wie Lithium, Kobalt oder Vanadium. Dies minimiert das Risiko von Versorgungsengpässen und Preisvolatilität, die andere Batterietechnologien belasten.
"Unsere organischen Komponenten machen uns immun gegen geopolitische Unsicherheiten und Konfliktmaterialien", betont Giovanni Damato.
Hintergrund: Die steigende Nachfrage
Die Energiewende und der exponentielle Anstieg von KI-Rechenzentren treiben den Bedarf an Langzeitenergiespeichern (LDES) voran. Rechenzentren benötigen enorme Mengen an stabiler und kontinuierlicher Energie, oft über Stunden hinweg.
Im Jahr 2023 verzeichnete der Markt für alternative Batterietechnologien ein signifikantes Wachstum. Analysten erwarten, dass dieser Trend aufgrund der anhaltenden Herausforderungen in der Lithium-Lieferkette anhalten wird.
Produktion und Expansion: Ein globaler Ansatz
CMBlu betreibt bereits eine Pilotproduktionsanlage in Deutschland, die bei voller Auslastung jährlich bis zu 1 GWh produzieren kann. Das Unternehmen hat zudem erhebliche Fördermittel für die Expansion erhalten, darunter einen Zuschuss von 30 Millionen Euro von der griechischen Regierung.
Mit diesen Mitteln sollen vier zusätzliche Produktionslinien in Griechenland, außerhalb Athens, entstehen. Diese Erweiterung wird ab 2027 weitere 4 GWh Kapazität hinzufügen. Im Jahr 2023 sicherte sich CMBlu außerdem eine Investition von 107 Millionen US-Dollar von Strabag, einem Technologie- und Bauunternehmen, und schloss eine bevorzugte Partnerschaft ab.
Fertigung ohne Reinräume
Ein weiterer Vorteil der CMBlu-Technologie ist der Fertigungsprozess. Im Gegensatz zur Lithium-Ionen-Produktion, die oft Reinräume erfordert, ist die Herstellung von organischen Flussbatterien weniger anspruchsvoll. "Die benötigten Fähigkeiten und Anlagen ähneln eher der Automobilfertigung", erklärt Damato.
Diese Flexibilität ermöglicht eine breitere Auswahl an Produktionsstandorten. "Wir sind in den USA ziemlich offen, was den Standort angeht. Die Ähnlichkeit zur Automobilfertigung bedeutet, dass es in Bezug auf den Arbeitskräftepool keine große Rolle spielt, wo wir sind", fügt er hinzu.
KI-Rechenzentren als Wachstumsmotor
Die steigende Leistungsnachfrage von KI-Rechenzentren stellt Energieversorger vor neue Herausforderungen. Damato nennt ein Beispiel: "Google errichtet ein Rechenzentrum mit einer Leistung von etwa 1,2 GW in der Gegend von Phoenix, Arizona. Zum Vergleich: Der lokale Energieversorger Salt River Project (SRP) hat typischerweise eine Spitzenlast von etwa 10 GW."
Ein einzelner Kunde, der über 10 % der Gesamtlasterzeugung ausmacht, ist aus Sicht der Versorger eine enorme Herausforderung. Dies treibt die Dringlichkeit für neue Speicherlösungen voran.
- 2023: Ørsted und SRP unterzeichnen PPA mit Meta für das Eleven Mile Solar Centre in Arizona.
- Aktuell: Google kooperiert mit SRP zur Beschleunigung der Kommerzialisierung von Nicht-Lithium-Langzeitenergiespeichern (LDES).
- Pilotprojekt: CMBlus erstes kommerzielles 5MW/50MWh-Speichersystem wird Teil dieser Partnerschaft und soll Ende 2027 in Betrieb gehen.
Optimale Lösung für 8-10 Stunden Speicherung
CMBlu ist überzeugt, dass seine Technologie besonders gut für diese Anforderungen geeignet ist. "Wir können in der Bandbreite von 8 bis 10 Stunden niedrigere Kosten erzielen und wettbewerbsfähiger sein als Lithium-Ionen-Batterien", sagt Damato. Dieser Bereich ist entscheidend, um den täglichen Energiezyklus, insbesondere in Kombination mit Solarenergie, auszugleichen.
Die "Hyperscaler" – große Cloud-Anbieter wie Google – sind sich der Dringlichkeit bewusst. "Alle Hyperscaler, mit denen wir sprechen, sind enttäuscht, dass sie nicht schnell genug vorankommen", berichtet Damato. Die langen Wartezeiten für Netzanschlüsse und die Geschwindigkeit, mit der Versorgungsunternehmen agieren können, sind große Hürden.
CMBlu bietet hier eine Lösung, die nicht nur technisch ausgereift ist, sondern auch eine stabile und sichere Lieferkette gewährleistet, was für die Zukunft der Energieversorgung von entscheidender Bedeutung ist.
