{"id":172858,"date":"2019-06-05T09:00:32","date_gmt":"2019-06-05T07:00:32","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=172858"},"modified":"2019-06-05T09:00:32","modified_gmt":"2019-06-05T07:00:32","slug":"so-gehts-gruener-strom-kann-rentabel-zwischengespeichert-werden","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/so-gehts-gruener-strom-kann-rentabel-zwischengespeichert-werden\/","title":{"rendered":"So geht\u2018s: Gr\u00fcner Strom kann rentabel zwischengespeichert werden"},"content":{"rendered":"

Laut Statistiken des Umweltbundesamtes<\/a> wurden im Jahr 2018 insgesamt 428 Terawattstunden (1 TWh entspricht dabei 1 Milliarde Kilowattstunden) aus erneuerbaren Energien bereitgestellt. Das sind knapp 17 Prozent des Endenergieverbrauchs in Deutschland. Davon entfielen etwa 53 Prozent (oder 226 TWh) auf die Stromproduktion, rund 40 Prozent (oder 171 TWh) auf den W\u00e4rmesektor und etwa 7 Prozent auf biogene Kraftstoffe im Verkehrsbereich (32 Twh).<\/p>\n

Das bedeutet, dass der Anteil der erneuerbaren Energien am Bruttostromverbrauch von 36,0 Prozent im Jahr 2017 auf 37,8 Prozent gestiegen ist \u2013 auch im W\u00e4rme- und Verkehrssektor. Dabei stieg der Anteil der erneuerbaren Energien am W\u00e4rmeverbrauch um 0,5 Prozentpunkte auf 13,9 Prozent, im Verkehr um 0,4 Prozentpunkte auf 5,6 Prozent. Allerdings war 2018 auch ein sehr gutes Jahr f\u00fcr erneuerbare Energien: Viel Sonne in der warmen Jahreszeit und ein relativ milder Winter.<\/p>\n

Nur begrenzte Speicherkapazit\u00e4ten<\/h3>\n

Genau diese schwankende, vom Wetter abh\u00e4ngige Stromproduktion stellt aber bei erneuerbaren Energien wie Windenergie und Photovoltaik noch ein Problem dar. \u00dcbersch\u00fcssiger Strom muss in Batterien f\u00fcr Zeiten gespeichert werden, in denen die Produktion den Bedarf nicht decken kann. Nur so kann vermieden werden, dass man auf andere Energiequellen wie fossile Brennstoffe zur\u00fcckgreifen muss.<\/p>\n

\"Redox-Flow-Batterien\"
Innovative Redox-Flow-Batterietechnik in kompaktem Design f\u00fcr die Speicherung erneuerbarer Energien. \u00a9 Fraunhofer UMSICHT<\/figcaption><\/figure>\n

Leistungsf\u00e4hige Batteriesysteme sind aber nicht nur zur Zwischenspeicherung von Strom n\u00f6tig. Moderne Technologien wie zum Beispiel die Elektromobilit\u00e4t k\u00f6nnen nur mit ausreichenden Batterien richtig in Fahrt kommen. Bisher ist das Stromnetz jedoch nicht f\u00fcr Schnellladestationen mit 350 Kilowatt ausgelegt \u2013 und es gibt nicht \u00fcberall dort, wo Schnellladestationen sinnvoll w\u00e4ren, Strom.<\/p>\n

Zum speichern von Strom sind Lithium-Ionen-Akkus nur bedingt geeignet. Sie w\u00e4ren nach mehrmaligem t\u00e4glichen Laden und Entladen nach zwei bis drei Jahren kaputt. Redox-Flow-Batterien w\u00e4ren perfekt daf\u00fcr geeignet und sind au\u00dferdem recycelf\u00e4hig und nicht brennbar. Bisher waren sie jedoch schlichtweg zu teuer. Forscher des Fraunhofer UMSICHT<\/a> in Oberhausen konnten die Kosten nun jedoch deutlich senken. Hergestellt und vermarktet werden die neuartigen Redox-Flow-Batterien vom Fraunhofer-Spin-Off Volterion<\/a>.<\/p>\n

Neuartige Redox-Flow-Batterien werden erschwinglich<\/h3>\n

Um zu verstehen, wie die Forscher Redox-Flow-Batterien optimiert haben, m\u00fcsse man erst mal einen Blick auf den Aufbau dieser Batterien zu werfen, erkl\u00e4ren die Wissenschaftler. Die Batterien bestehen aus Stacks \u2013 Zellstapel, die den Strom, der gespeichert werden soll, in chemische Energie umwandeln. Dazu kommt Elektrolytfl\u00fcssigkeit, die diese chemische Energie speichert. F\u00fcr die hohen Kosten der Batterien seien vor allem die Stacks verantwortlich.<\/p>\n

\u201eWir konnten das Gewicht der Stacks auf zehn Prozent reduzieren und somit auch deren Kosten erheblich senken\u201c, erl\u00e4utert Dr. Thorsten Seipp, ehemals Wissenschaftler am Fraunhofer UMSICHT und nun Gesch\u00e4ftsf\u00fchrer bei Volterion. \u201eW\u00e4hrend herk\u00f6mmliche Stacks oftmals pro einzelne Zelle acht bis zehn Millimeter dick sein m\u00fcssen, kommen wir mit einer Stackdicke von zwei bis drei Millimetern aus.\u201c Durch diese Materialersparnis liegen die Kosten f\u00fcr die neuartigen Redox-Flow-Batterien in der gleichen Preisklasse wie Lithium-Ionen-Akkus.<\/p>\n

Die gr\u00f6\u00dften Einsparungen erreichten die Wissenschaftler vor allem in der Materialentwicklung. Normalerweise bestehen die Stacks aus einer Graphit-Kunststoff-Mischung, die ihre polymeren Eigenschaften durch die Verarbeitung allerdings einb\u00fc\u00dft. Das hei\u00dft, die langen Polymerketten werden zerst\u00f6rt, das Material verliert seine Flexibilit\u00e4t und auch einen Teil seiner Stabilit\u00e4t. Dar\u00fcber hinaus kann es nicht verschwei\u00dft werden, sondern muss mit Dichtringen versehen und verschraubt werden.<\/p>\n

\u201eWir haben das Material und den Herstellungsprozess am Fraunhofer UMSICHT so angepasst, dass die polymeren Eigenschaften erhalten bleiben\u201c, sagt Seipp. \u201eDas hei\u00dft: Das Material bleibt stabil und flexibel, kann somit erheblich d\u00fcnner ausgelegt werden und die Stacks lassen sich miteinander verschwei\u00dfen. Schnell verschlei\u00dfende Dichtungsringe sind unn\u00f6tig.\u201c Dadurch werden die Stacks nicht nur kosteng\u00fcnstiger, sie halten auch mehr als doppelt so lange. Das macht sie f\u00fcr zahlreiche Anwendungen rentabel.<\/p>\n

Vom Kl\u00e4rwerk bis zu MRT-Untersuchungen<\/h3>\n

Ein Einsatzgebiet f\u00fcr die neuartigen Redox-Flow-Batterien ist eine momentan eine Kl\u00e4ranlage. Dort wird Strom aus Methan produziert, in Zukunft sollen aber auch Photovoltaikanlagen zus\u00e4tzliche Energie erzeugen. Dann soll eine 100-Kilowatt-Batterie die Schwankungen der Stromerzeugung und des Stromverbrauchs ausgleichen, damit die Kl\u00e4ranlage k\u00fcnftig ihren gesamten Energiebedarf selbst decken kann.<\/p>\n

\"Redox-Flow-Batterien\"
Die neuartige Redox-Flow Batterie besteht aus drei Zellen. \u00a9 Fraunhofer UMSICHT<\/figcaption><\/figure>\n

Auch bei MRT-Scannern in Kliniken sei eine Redox-Flow-Batterie vielfach lohnenswert, betont Seipp. \u201eJedes MRT-Ger\u00e4t hat eine Leistung von 200 Kilowatt \u2013 sollen drei oder vier Ger\u00e4te gleichzeitig laufen, ist die Leitung schnell \u00fcberlastet\u201c, sagt er. \u201eEine neue Stromleitung zu legen ist jedoch mit 80.000 Euro pro Kilometer extrem teuer. Hier ist eine Redox-Flow-Batterie eine gute Alternative.\u201c<\/p>\n

MRT-Ger\u00e4te werden nur bei Gebrauch f\u00fcr wenige Minuten ein- und danach bis zur n\u00e4chsten Untesuchung wieder ausgeschaltet. Dadurch wird die Batterie jeden Tag mehrmals geladen und entladen. \u201eUnsere optimierten Batterien sind wie geschaffen daf\u00fcr \u2013 ebenso wie f\u00fcr andere Anwendungen, in denen kurzfristig viel Energie n\u00f6tig ist, die das Netz nicht zuverl\u00e4ssig liefern kann\u201c, fasst Seipp zusammen.<\/p>\n

Zut Zeit arbeiten die Forscher des Fraunhofer UMSICHT gemeinsam mit den Kollegen von Volterion daran, die Kosten f\u00fcr die Batterien noch weiter zu senken und wollen die Batterien au\u00dferdem im Megawattbereich nutzbar sein. Momentan operieren sie im Bereich von 100 bis 300 Kilowatt.<\/p>\n

Das k\u00f6nnte Sie auch interessieren:<\/strong>
\nDeutsche Forscher machen Batterieproduktion umweltfreudlich<\/a>
\nAnalysetool f\u00fcr Batterien soll Zukunft der E-Mobilit\u00e4t unterst\u00fctzen<\/a>
\nLanglebigkeit und Sicherheit: Brennende Probleme bei Batterien<\/a>
\nForschungsprojekt zu umweltfreundlichen und leistungsf\u00e4higen Natrium-Ionen-Batterien<\/a>
\nZerst\u00f6rungsfreie R\u00fcckgewinnung von Kathodenmaterial aus Lithium-Ionen-Batterien<\/a>
\nFestk\u00f6rperbatterie mit hoher Energiedichte dank Lithium-Anode<\/a>
\nEuropa setzt bei der Batterieproduktion auf Nachhaltigkeit<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Laut Statistiken des Umweltbundesamtes wurden im Jahr 2018 insgesamt 428 Terawattstunden (1 TWh entspricht dabei 1 Milliarde Kilowattstunden) aus erneuerbaren Energien bereitgestellt. Das sind knapp 17 Prozent des Endenergieverbrauchs in Deutschland. Davon entfielen etwa 53 Prozent (oder 226 TWh) auf die Stromproduktion, rund 40 Prozent (oder 171 TWh) auf den W\u00e4rmesektor und etwa 7 Prozent […]<\/p>\n","protected":false},"author":1660,"featured_media":519077,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"advgb_blocks_editor_width":"","advgb_blocks_columns_visual_guide":"","footnotes":""},"categories":[25213],"tags":[92524,59843,95362,96901],"location":[24328],"article_type":[],"serie":[],"archives":[],"internal_archives":[],"reboot-archive":[],"class_list":["post-172858","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-nachhaltigkeit-de","tag-batterie-de","tag-fraunhofer-umsicht-de","tag-lithium-ionen-batterien-de","tag-redox-flow-batterien-de","location-deutschland"],"blocksy_meta":[],"acf":{"subtitle":"","text_display_homepage":false},"author_meta":{"display_name":"Petra Wiesmayer","author_link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/author\/petra-wiesmayer\/"},"featured_img":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/newsimage-300x225.jpg","coauthors":[],"tax_additional":{"categories":{"linked":["Nachhaltigkeit<\/a>"],"unlinked":["Nachhaltigkeit<\/span>"]},"tags":{"linked":["Batterie<\/a>","Fraunhofer UMSICHT<\/a>","Lithium-Ionen-Batterien<\/a>","Redox-Flow-Batterien<\/a>"],"unlinked":["Batterie<\/span>","Fraunhofer UMSICHT<\/span>","Lithium-Ionen-Batterien<\/span>","Redox-Flow-Batterien<\/span>"]}},"comment_count":"0","relative_dates":{"created":"Posted 7 years ago","modified":"Updated 7 years ago"},"absolute_dates":{"created":"Posted on June 5, 2019","modified":"Updated on June 5, 2019"},"absolute_dates_time":{"created":"Posted on June 5, 2019 9:00 am","modified":"Updated on June 5, 2019 9:00 am"},"featured_img_caption":"","series_order":"","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/172858","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1660"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=172858"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/172858\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media\/519077"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=172858"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=172858"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=172858"},{"taxonomy":"location","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/location?post=172858"},{"taxonomy":"article_type","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/article_type?post=172858"},{"taxonomy":"serie","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/serie?post=172858"},{"taxonomy":"archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/archives?post=172858"},{"taxonomy":"internal_archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/internal_archives?post=172858"},{"taxonomy":"reboot-archive","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/reboot-archive?post=172858"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}