Lithium-Ionen-Batterien eignen sich besonders für kurze Entladezeiten; zwei bis vier Stunden liegen in ihrem optimalen Bereich. Manchmal benötigt das Stromnetz jedoch Energiespeicher, die einen Großteil des Tages über Energie liefern können – und genau hier kommt eine andere Technologie ins Spiel: die Flussbatterie.
1. Das basiert auf einem völlig anderen Ansatz als bei Lithium-Ionen-Akkus.
Bei einer Flussbatterie befindet sich die Elektrolytlösung in einem externen Behälter: Der Brennstoffstapel sorgt für die Entladung, während der Behälter die Energie speichert; Leistung und Kapazität sind voneinander entkoppelt. Das typischste Beispiel ist die Vanadium-Flussbatterie, bei der die positiven und negativen Pole aus Vanadiumionen unterschiedlicher Valenz bestehen und die Flüssigkeit mittels Pumpen in den Brennstoffstapel befördert wird, um dort die Reaktion auszulösen.
2. Seine Stärken sind genau das Richtige für die langfristige Energiespeicherung.
Elektrolyte auf Wasserbasis sind von Natur aus nicht brennbar und somit von Haus aus sicher; ihre Zyklenlebensdauer liegt mühelos bei über 10.000 Zyklen und ist damit um ein Vielfaches höher als die von Lithium-Ionen-Batterien; zur Kapazitätserweiterung genügt es, den Behälter zu vergrößern und mehr Elektrolyt hinzuzufügen, wobei Kapazität und Leistung jeweils separat berechnet werden; zudem können sie zu 100 % tiefentladen werden, ohne dass dadurch Schäden entstehen. Der Wirkungsgrad liegt in der Regel zwischen 70 % und 85 %.
| Dimension | Vollvanadium-Flüssigkeitsstrom | Lithium-Ionen-Akku |
|---|---|---|
| Entladungsdauer | Mehr als 4 Stunden | 2–4 Stunden |
| Lebensdauer | Über 10.000 Mal | 3.000–6.000 Mal |
| Sicherheit | Inhärente Sicherheit (auf Wasserbasis) | Wärmemanagement erforderlich |
| Anschaffungskosten | Hoch | Chinesisch |
| Energiedichte | Niedrig, großer Platzbedarf | Hoch, kompakt |
3. Auch die Schwachstellen müssen klar benannt werden
Eine geringe Energiedichte bedeutet einen hohen Platzbedarf und relativ hohe Anschaffungskosten. Über den gesamten Lebenszyklus betrachtet und unter Bedingungen mit häufigen tiefen und flachen Lade- und Entladezyklen könnten die Kosten pro Kilowattstunde jedoch sogar günstiger ausfallen. Das US-Unternehmen Form Energy verfolgt zudem den noch kostengünstigeren Ansatz der Eisen-Luft-Technologie für Langzeitspeicher und erweitert damit das Spektrum der Möglichkeiten noch weiter.
Flüssigkeitsstrombatterien werden Lithium-Ionen-Batterien zwar nicht unbedingt ersetzen, aber sie sind höchstwahrscheinlich einer der zuverlässigsten Akteure auf dem Markt für Laufzeiten von mehr als vier Stunden.