In den vergangenen Jahren erlebten die Lithiumpreise eine Achterbahnfahrt, wodurch eine Technologie, die zuvor eher unauffällig war, wieder ins Rampenlicht rückte: die Natrium-Ionen-Batterie. Sie sieht fast genauso aus wie eine Lithium-Batterie, könnte jedoch die Landschaft der Energiespeicherung neu gestalten, ohne dabei auf Lithiumressourcen angewiesen zu sein.
I. Natrium und Lithium – eigentlich nahe Verwandte
Das Funktionsprinzip von Natrium-Ionen-Batterien entspricht fast genau dem von Lithium-Ionen-Batterien: In beiden Fällen bewegen sich Ionen zwischen der positiven und der negativen Elektrode hin und her. Der größte Unterschied besteht darin, dass der Anteil von Natrium in der Erdkruste bei etwa 2,3 Prozent liegt – mehr als zweitausendmal so viel wie der von Lithium – und zudem äußerst gleichmäßig verteilt ist, sodass keine Gefahr einer Versorgungsengpass durch bestimmte Länder besteht.
| Kennzahlen | Natriumion | Lithium-Eisenphosphat | Lithium-Ionen-Batterie |
|---|---|---|---|
| Energiedichte | ca. 100–160 Wh/kg | ca. 160–200 | ca. 250–300 |
| Verhalten bei niedrigen Temperaturen | Auch bei −40 °C einsatzfähig | Allgemein | schwächer |
| Rohstoffabhängigkeit | Natrium, ausreichend | Lithium, Phosphor | Lithium, Nickel, Kobalt |
| Theoretische Kosten | um 20–30 % niedriger | Chinesisch | Hoch |
II. Wo liegen seine Stärken?
Da Natriumionen einen größeren Radius haben und die Atome schwerer sind, können sie hinsichtlich der Energiedichte naturgemäß nicht mit Lithium-Ionen-Batterien mithalten, was auch bedeutet, dass sie nicht dafür geeignet sind, die führende Rolle bei Personenkraftwagen mit großer Reichweite zu übernehmen. Ihre Stärken liegen jedoch in den niedrigen Kosten, der Kältebeständigkeit und der hohen Sicherheit, sodass sie sich gerade dort, wo Größe und Gewicht keine Rolle spielen, besonders gut bewähren.
III. Der bequemste Ansatz ist die Energiespeicherung
Bei Energiespeicherung im Stromnetz, Notstromversorgung für Mobilfunkstationen, Fahrzeugen mit niedriger Geschwindigkeit und Zweirädern spielt das geringe Gewicht überhaupt keine Rolle – entscheidend sind hingegen die Kosten und die Einsatzfähigkeit im Winter. Natrium-Ionen-Batterien funktionieren auch bei Temperaturen von minus 30 bis 40 Grad und gleichen damit die Schwächen von Lithium-Eisenphosphat-Batterien aus. CATL brachte 2021 die erste Generation auf den Markt; die zweite Generation aus dem Jahr 2024 erreicht eine Energiedichte von etwa 200 Wh/kg und ist bei Temperaturen bis zu minus 40 Grad einsetzbar – die Technologie wird bereits in großem Maßstab eingeführt.
Da sich die Frage der Energiespeicherung von „Gibt es sie?“ hin zu „Ist sie bezahlbar?“ verschoben hat, hat die Natrium-Ionen-Technologie – die nicht auf knappe Ressourcen angewiesen ist und die Kosten pro Kilowattstunde senken kann – diesen Markt im Wert von Hunderten von Milliarden natürlich aufgemischt.