Welche Alternativen gibt es zu Lithium-Ionen-Akkus?

Unter den Energiespeichersystemen ist die Lithium-Ionen-Batterie sicherlich die Technologie mit dem größten Marktanteil.Aber auch andere, effizientere Formeln etablieren sich langsam.

Erneuerbaren Energien gehört die Zukunft, doch ihre großflächige Nutzung erfordert fortschrittliche Speicherlösungen.Die Produktion aus Quellen wie Sonne und Wind schwankt und ist nicht immer auf den Energiebedarf abgestimmt.Hier kommen Energiespeichersysteme ins Spiel, die von grundlegender Bedeutung sind, um die Verfügbarkeit in Zeiten der Not sicherzustellen und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern.Bisher konzentrierte sich der Markt nur auf eine Ausnahme:Dort Lithium Batterie.

Doch die Dominanz von Lithium-Ionen-Batterien bei der Energiespeicherung könnte bald durch eine Gruppe neuer Technologien in Frage gestellt werden, die darauf abzielen, Energie über viele Stunden und dann noch viel länger zu speichern.Die Ermittlung „Kostenerhebung zur Langzeitenergiespeicherung“ Der Bericht von BloombergNef über die Kosten der langfristigen Energiespeicherung zeigt, dass die meisten dieser Technologien zwar noch in den Kinderschuhen stecken und teuer sind, einige erreichen bereits geringere Kosten zu denen von Lithium-Ionen mit besserer Leistung.

Es gibt Speichertechnologien, die effizienter sind als Lithium

Mit der Zunahme der Produktion erneuerbarer Energien Das Bedürfnis, Energie über längere Zeiträume zu speichern, wächst.Die Hauptfunktion von Speicherbatterien besteht darin, aus sauberen Quellen erzeugte Energie zu speichern, um die Schwankungen der Quellen selbst zu bewältigen.Laut der Bloomberg-Studie sind thermische Energiespeichersysteme (Test:Wärmeenergiespeicher) und Druckluftgeräte (Caes:Druckluft-Energiespeicher) stellen mit Kosten von 232 bzw. 293 Dollar pro Kilowattstunde die wirtschaftlichste Lösung für die Langzeitspeicherung dar.Im Vergleich dazu kosteten Lithium-Ionen-Systeme im Jahr 2023 durchschnittlich 304 US-Dollar pro Kilowattstunde bei einem 4-stündigen Betrieb.Diese neuen Technologien, außerdem ist es günstiger Für Laufzeiten über acht Stunden bieten sie zudem die Möglichkeit, Energie bis zu 24 Stunden zu speichern, mit Spielraum für Erweiterung.

Typischerweise sinken die Stückkosten der meisten Langzeit-Energiespeicherlösungen mit jeder zusätzlichen Speicherstunde.Dies gilt insbesondere für TES- und CAES-Systeme, wodurch diese Technologien effizienter sind als Lithium-Ionen-Batterien.Letzteres führt tatsächlich zu einem linearen Kostenanstieg mit zunehmender Lagerzeit.Die Analyse von Bloomberg unterstreicht, dass, außer in China, wo Lithium-Ionen-Batterien sehr günstig sind, Neue Aufbewahrungslösungen sind bereits komfortabler in vielen Märkten für eine Dauer von mehr als acht Stunden.

Was heute Lithiumbatterien betrifft, Weltweit sind ca. 16 GW installiert (oder 35 GWh:Die erste Maßeinheit, das Watt, drückt die Leistung aus, also die in einer Sekunde erzeugte Energie, während Watt/Stunde die in einem bestimmten Zeitraum erzeugte Energie ausdrückt. von Großanlagen, also im großen Maßstab, und bis 2026 wird ein Ziel von 63 GW veranschlagt;Auf europäischer Ebene werden im Jahr 2021 etwa 4,6 GW (bzw. 7,7 GWh) installiert sein.Berücksichtigt man jedoch die gesamte weltweit installierte Kapazität für alle Anwendungen – darunter E-Mobilität, Elektronik, Heimspeicher –, sind es rund 1.500 GWh.Im Jahr 2022 hat die weltweite Produktion von Lithiumzellen (die auch den Bereich Elektromobilität abdeckt) 700 GWh/Jahr erreicht, wobei die Betreiber seit über 10 Jahren auf dem Markt aktiv sind.

Und in Italien?

Um Investitionen in den Speichersektor in Italien anzulocken, hat die Gesetzesdekret 210/21 stellte die vor MACSE (Mechanismus zur Bereitstellung elektrischer Speicherkapazität), ein Mechanismus zur Unterstützung der Verbreitung und Integration erneuerbarer Energien in das nationale Elektrizitätssystem, Förderung der Entwicklung von Energiespeicherkapazitäten.Ziel von Macse ist es, sicherzustellen, dass in Zeiten geringer Nachfrage überschüssiger Strom gespeichert und bei hoher Nachfrage wieder abgegeben werden kann, um so das Stromnetz zu stabilisieren und die Notwendigkeit zu verringern, auf fossile Brennstoffe zurückzugreifen, um Verbrauchsspitzen auszugleichen.

Bei Macse geht es um die Vergabe langfristiger Lieferverträge im Rahmen von Wettbewerbsauktionen.Diese Auktionen werden von der Arera (Regulierungsbehörde für Energie, Netze und Umwelt) mit Unterstützung des GSE (Energy Services Manager) organisiert und von Terna, dem Eigentümer des italienischen Stromübertragungsnetzes, verwaltet.An den Auktionen können Betreiber teilnehmen, die zum Bau und Betrieb neuer Energiespeichersysteme berechtigt sind.Macse erwägt jedoch verschiedene Energiespeichertechnologien die Auswahl förderfähiger Technologien hängt von ihrer technologischen und kommerziellen Reife ab.Derzeit sind daher die wichtigsten Technologien enthalten Lithium-Ionen-Batterien und Wasserkraftpumpen, ideal für die großflächige und langfristige Energiespeicherung.

• Was sind Wasserkraftpumpen? Dabei handelt es sich um eine Energiespeichertechnologie, die dazu dient, in Zeiten geringer Nachfrage überschüssige elektrische Energie zu speichern und in Zeiten hoher Nachfrage wieder abzugeben.Dieses System nutzt zwei Wasserbecken auf unterschiedlichen Höhen und einen Pump- und Erzeugungsmechanismus.Bei einem Stromüberschuss, zum Beispiel nachts, wenn die Nachfrage gering ist, wird diese Energie genutzt, um Wasser vom Unterbecken in das Oberbecken zu pumpen.Dieser Prozess wandelt elektrische Energie in potentielle Gravitationsenergie um.Wenn der Strombedarf steigt, wird das im oberen Becken gespeicherte Wasser durch Turbinen freigesetzt, die Strom erzeugen, während das Wasser in das untere Becken fließt.Dieser Prozess wandelt die potentielle Gravitationsenergie des Wassers in kinetische Energie und dann in elektrische Energie um.

Aber auch der Macse wurde erdacht die Einführung innovativer Technologien zu fördern, wobei ein Anteil von 10 % der Beschaffungsquoten für neue Lösungen reserviert wird, die sich in Zukunft als wettbewerbsfähig erweisen könnten.Dadurch können neue Technologien schrittweise auf dem Energiespeichermarkt Fuß fassen und, sofern sie vielversprechende Ergebnisse zeigen, die Dominanz von Lithiumbatterien in Frage stellen.