Die Sicherheit von Batteriespeichersystemen (BESS) ist entscheidend für ihre Akzeptanz und den Einsatz in städtischen Gebieten. Ein innovatives Immersion-Kühlsystem verspricht, das Risiko eines thermischen Durchgehens bei Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP) drastisch zu reduzieren und damit neue Einsatzmöglichkeiten zu eröffnen. Diese Technologie könnte die Energiewende in dicht besiedelten Regionen vorantreiben.
Wichtige Erkenntnisse
- Immersion-Kühlung isoliert thermisches Durchgehen auf einzelne Batteriezellen.
- Die Technologie verbessert die Sicherheit von Batteriespeichern erheblich.
- Sie ermöglicht den Einsatz von BESS in städtischen Gebieten und Rechenzentren.
- Die Batterielebensdauer verlängert sich um etwa 20 Prozent.
- Ein integriertes Gasneutralisationssystem erhöht die Sicherheit zusätzlich.
Sicherheitsbedenken bei Batteriespeichern
Die Akzeptanz von Batteriespeichersystemen, insbesondere in der Nähe von Wohngebieten, stößt oft auf Widerstand. Trotz statistisch verbesserter Sicherheit und der Abschaffung älterer Designs, die an großen Brandereignissen wie dem Brand der Moss Landing Energy Storage Facility im Jahr 2025 beteiligt waren, bleiben Sicherheitsbedenken bestehen. Allein in New York gibt es laut dem Anbieter Carina Energy etwa 100 aktive Moratorien für BESS-Anlagen.
„Der höchste Wert liegt nahe an urbanen Zentren, nahe an der Last, wo man die Einschränkungen von Übertragungsleitungen vermeidet“, erklärt Pablo Barague, Vizepräsident für Partnerschaften und kommerzielle Entwicklung bei EticaAG. „Aber wenn man näher an urbane Zentren kommt, gibt es viel mehr Widerstand in der Gemeinschaft. Die Wahrnehmung ist immer noch da.“
Faktencheck: BESS-Moratorien in New York
Rund 100 aktive Moratorien für Batteriespeichersysteme bestehen derzeit in New York, was die Dringlichkeit neuer Sicherheitslösungen unterstreicht.
Immersion-Kühlung als Sicherheitslösung
Ein neues Immersion-Kühlsystem, entwickelt von EticaAG in Zusammenarbeit mit dem Ölkonzern Shell, taucht Lithium-Eisenphosphat-Batteriezellen in eine dielektrische Flüssigkeit ein. Diese Flüssigkeit ist elektrisch isolierend und leitet gleichzeitig Wärme ab. Dadurch wird ein thermisches Durchgehen auf einzelne Zellen beschränkt und eine Ausbreitung auf Module oder ganze Container verhindert.
Diese Methode stellt eine Weiterentwicklung der Batteriekühlung dar, die zuvor von Luftkühlung zu Flüssigplattenkühlung überging. Das Immersion-Verfahren zirkuliert die dielektrische Flüssigkeit um jede einzelne Zelle. Dies soll eine effizientere thermische Steuerung bieten und gleichzeitig eine physische Barriere gegen die Ausbreitung des thermischen Durchgehens schaffen.
Ergebnisse der UL 9540A-Tests
Die Wirksamkeit der Technologie wurde in umfangreichen UL 9540A-Tests bestätigt. Diese Tests sind ein Branchenstandard zur Bewertung der Sicherheit elektrochemischer Energiespeichersysteme.
„Normalerweise passiert es nach 30 bis 40 Minuten“, sagt Barague über die typischen Ausbreitungszeiten bei konventionellen Systemen. „In unserem System lief es zwei Stunden lang, und nur diese eine Zelle geriet in thermisches Durchgehen.“
Selbst nach zwei Stunden konnte keine Ausbreitung des thermischen Durchgehens von der initiierten Zelle auf benachbarte Zellen ausgelöst werden. Die Techniker mussten sogar die dielektrische Flüssigkeit ablassen und den Test unter Standardbedingungen wiederholen, um das Protokoll abzuschließen.
Was ist UL 9540A?
UL 9540A ist ein anerkannter Standard zur Bewertung der Sicherheit von Energiespeichersystemen, insbesondere im Hinblick auf thermisches Durchgehen und dessen Ausbreitungsrisiken. Die aktualisierte Version umfasst jetzt auch Großbrandtests (LSFT) auf Systemebene, um Lücken in früheren Versionen zu schließen.
Vorteile jenseits der Sicherheit
Neben der erhöhten Sicherheit bietet die Immersion-Kühlung weitere Vorteile. Das Unternehmen EticaAG gibt an, dass die Technologie die Batterielebensdauer um etwa 20 Prozent verlängert. Dies ist ein signifikanter Vorteil gegenüber luftgekühlten oder flüssigplattengekühlten Systemen. Gleichzeitig sollen die Betriebskosten durch einen geringeren Hilfsenergieverbrauch für das Wärmemanagement gesenkt werden.
Ein weiteres wichtiges Merkmal ist das HazGuard-System, eine Gasneutralisationsanlage. Dieses System adressiert die Freisetzung toxischer Gase während thermischer Ereignisse. Die abgedichteten Module leiten Gase von einer im thermischen Durchgehen befindlichen Zelle zu einer physikochemischen Neutralisationseinheit, die auf dem System montiert ist. Verbindungen wie Kohlenmonoxid, Wasserstoff und Kohlenwasserstoffe werden vor der Freisetzung in Stickstoff, Kohlendioxid und Wasserdampf umgewandelt.
Vielfältige Einsatzmöglichkeiten
Die Kombination aus Immersion-Kühlung und Gasneutralisation macht diese Systeme für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet. Dazu gehören Inneninstallationen in Rechenzentren und Gewerbegebäuden sowie Dachinstallationen. Diese Flexibilität ist besonders in urbanen Umgebungen von Vorteil, wo Platz und Sicherheitsanforderungen hoch sind.
„Unser HazGuard-Gasneutralisationssystem kann in bestehende Systeme nachgerüstet werden“, erklärt Sam Harper, Vizepräsident für Marketing und Marke bei EticaAG. „Es müsste nur viel größer dimensioniert werden als die, die wir in EticaAG-Systemen einsetzen, da unsere Immersionstechnologie den Ausfall auf eine einzelne Zelle begrenzt. In anderen Systemen würden wahrscheinlich mehrere Zellen, wenn nicht das ganze Modul oder Rack, in ein Durchgehen geraten und toxische Gase produzieren.“
Wirtschaftliche Aspekte und Markteinführung
Die Kosten für Batteriespeichersysteme sind in den letzten 10 bis 12 Jahren um 97 Prozent gesunken. Dennoch bleiben die Bereitstellungskosten in städtischen Gebieten hoch. Grundstückspreise, Netzausbau, Genehmigungskomplexität und Brandschutzvorschriften können die Gerätekosten übersteigen.
„Die Batterie ist nicht mehr der teure Teil des Projekts“, so Barrague. „Was teuer ist, ist, dass man sie überhaupt einsetzen kann. Projekte werden nach hohen Ausgaben abgebrochen, oder man kann sie einfach nicht an diesen Orten installieren.“
EticaAG verzeichnet bereits Interesse von Entwicklern in New York, die Ausnahmen von lokalen Beschränkungen anstreben. Die Systeme sind für den Einsatz von etwa 5 MW in städtischen Umgebungen nahe Umspannwerken konzipiert, wo Netzengpässe einen starken wirtschaftlichen Anreiz für Speicher schaffen.
Zukünftige Produktion und Marktdifferenzierung
EticaAG, ein Joint Venture zwischen dem taiwanesischen Unternehmen Etica Battery und AssetGenie Inc. (AGI), plant, die heimische Produktion im ersten Quartal 2027 aufzunehmen. Die Einhaltung der Anforderungen des Inflation Reduction Act (IRA) für inländische Inhalte soll das Unternehmen von Wettbewerbern abgrenzen.
Obwohl die Anschaffungskosten für immersionsgekühlte Systeme vergleichbar mit konventionellen Designs sein sollen – einige Entwickler berichten von leicht höheren Kosten aufgrund zusätzlicher Platzanforderungen – argumentiert EticaAG, dass die Gesamtbetriebskosten für ihren Ansatz sprechen. Geringere Eigenverbrauchslasten für die Kühlung reduzieren die Hilfsenergiekosten, und die verlängerte Batterielebensdauer verteilt die Kapitalkosten über mehr Betriebsjahre.
Kostensenkung bei Batterien
Die Kosten für Batterien selbst sind in den letzten 10 bis 12 Jahren um 97% gesunken, was die Bereitstellung in vielen Regionen wirtschaftlich macht. Die Herausforderung liegt nun in der Genehmigung und dem Einsatz in sensiblen Gebieten.
Herausforderung der öffentlichen Wahrnehmung
Die Veränderung der öffentlichen Wahrnehmung bleibt eine zentrale Herausforderung. Trotz verbesserter Designs und der Abkehr von Nickel-Mangan-Kobalt (NMC)-Chemie in bestimmten Anwendungen, die thermische Durchgehen seltener gemacht haben, prägen öffentlichkeitswirksame Vorfälle weiterhin das Bild.
„Moss Landing war ein altes Design. Es war NMC, es war in einem Gebäudeformat, es hatte nicht die Eigenschaft, dass es nur in einer Einheit brennt“, betont Barrague. „Das existiert nicht mehr. Das wird in diesem Format seit Jahren nicht mehr eingesetzt. Aber die Wahrnehmung ist immer noch da.“
Energiekonferenzen widmen sich zunehmend dem Thema der Gemeinschaftsbeteiligung. Der Rat an Entwickler ist konsistent: Frühzeitig einbinden, bevor Projekte vollständig entwickelt sind und anfällig für schnelle kommunale Entscheidungen werden.
Mit der zunehmenden Vertrautheit von Regulierungsbehörden, Brandinspektoren und kommunalen Beamten mit der Immersion-Kühltechnologie erwartet Barrague eine allmähliche Entwicklung der Sprache und Anforderungen. Dies könnte eine Unterscheidung zwischen „Brennen lassen“-Strategien für abgelegene Installationen und Eindämmungsansätzen für besiedelte Gebiete ermöglichen. EticaAG positioniert die Immersion-Kühlung als den nächsten Standard in einer Branche, die ihre thermischen Managementansätze weiterentwickelt hat, um den Einsatz in urbanen Märkten zu ermöglichen.
