Salzwasserspeicher sind eine sehr interessante Entwicklung für die Photovoltaik. (Foto: Pixabay)
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Revolution in der Energieversorgung: Salzwasserspeicher für Photovoltaikanlagen

In der Welt der erneuerbaren Energien zeichnet sich eine spannende Entwicklung ab: Salzwasserspeicher, die eine umweltfreundliche und sichere Alternative zu herkömmlichen Batteriespeichern bieten. Dieser Beitrag beleuchtet, wie Salzwasserspeicher funktionieren, ihre Vor- und Nachteile sowie ihre Rolle in der Photovoltaik. Und das aktuelle Problem der „Noch-nicht-Verfügbarkeit“.

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Historischer Hintergrund – die Idee ist eigentlich uralt

Die Idee der Salzwasserbatterie ist nicht neu. Schon Alessandro Volta experimentierte um 1800 mit elektrochemischen Zellen. Er gilt als Erfinder der Volta’schen Säule, dem Ursprung der heute üblichen elektrische Batterie. Und er ist einer der Begründer der Elektrizitätslehre, die Bezeichn ung „Volt“ leitet sich von seinem Namen ab. Die moderne Salzwasserbatterie, wie wir sie heute kennen, wurde jedoch von Jay Whitacre entwickelt, der 2008 eine „Aqueous Hybrid Ion“ Batterie vorstellte. Diese Entwicklung führte zur Gründung des Unternehmens Aquion, das sich auf umweltfreundliche Batterietechnologien spezialisiert hat​​.

Technische Funktionsweise der Salzwasserbatterie

Salzwasserspeicher, auch bekannt als Natrium-Ionen-Batterien, stellen eine innovative Form der Energiespeicherung dar, die sich durch eine umweltfreundliche Technologie auszeichnet. Im Herzen dieser Batterien liegt eine chemische Reaktion, die auf dem Prinzip des Ionenaustauschs basiert. Während des Ladevorgangs werden Natriumionen zur Anode transportiert, wo sie sich an der negativen Elektrode anlagern. Beim Entladen kehren die Ionen zur Kathode zurück, zur positiven Elektrode, wobei sie die gespeicherte Energie in Form von Elektrizität freisetzen. Diese reversible Migration der Ionen – also die ständige Wiederholbarkeit des Vorganges – ermöglicht es Salzwasserspeichern, Energie effizient zu speichern und bei Bedarf bereitzustellen.

Ein wesentlicher Vorteil dieser Technologie ist der Einsatz eines Natrium-Salzwasser-Elektrolyten, welcher im Vergleich zu den Elektrolyten herkömmlicher Batterien, wie Lithium-Ionen-Batterien, als sicherer und umweltschonender gilt. Dies reduziert die Risiken im Falle einer Beschädigung und macht Salzwasserspeicher zu einer attraktiven Alternative für Anwendungen, in denen Sicherheit und ökologische Nachhaltigkeit von hoher Bedeutung sind. Im Prinzip könnte man diese Flüssigkeit in den Zellen sogar trinken, sie wäre nur eben sehr salzig.

Das grobe Funktionsprinzip einer Natrium-Ionen-Batterie. (Foto:Wikipedia)
Funktionsprinzip einer Natrium-Ionen-Batterie. (Foto:Wikipedia)

Vorteile und Nachteile Salzwasserspeichern

Salzwasserspeicher stellen eine innovative Technologie im Bereich der Energiespeicherung dar, die sich durch einige wesentliche Vorteile auszeichnet. Ihre hohe Sicherheit ist ein entscheidender Faktor, da sie nicht entflammbar sind und somit das Risiko von Bränden oder Explosionen minimieren. Zudem punkten sie mit ihrer Umweltfreundlichkeit, da sie keine giftigen oder umweltschädlichen Materialien enthalten und somit eine nachhaltigere Alternative zu herkömmlichen Batterien darstellen. Die Verfügbarkeit der Rohstoffe ist ein weiterer Pluspunkt, denn Salz und Wasser sind im Vergleich zu den selteneren Metallen in Lithium-Ionen-Batterien reichlich vorhanden und viel leichter zugänglich.

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Trotz dieser Vorteile haben Salzwasserspeicher jedoch auch einige Nachteile zu verbuchen. Sie weisen eine geringere Energiedichte auf, was bedeutet, dass sie bei gleicher Größe weniger Energie speichern können als Lithium-Ionen-Batterien. Oder sie müssen eben größer sein, um an die Kapazität von Lithium-Ionen-Batterien heranzukommen. Dies kann zu längeren Ladezeiten führen und die Notwendigkeit größerer oder mehrerer Speichereinheiten bedingen, um die gleiche Menge an Energie bereitzustellen.

Zudem sind die Anschaffungskosten für Salzwasserspeicher häufig etwas höher als für die etablierten Lithium-Ionen-Alternativen, was eine breitere Marktdurchdringung erschwert. Dennoch bieten Salzwasserspeicher ein großes Potenzial für eine umweltschonendere und sichere Art der Energieaufbewahrung in einer zunehmend energiebewussten Gesellschaft. Sie eignen sich probpemlos vor allem für den stationären Betrieb, also eben in Gebäuden und PV-Anlagen. Der mobile Einsatz beispielsweise im E-Auto scheidet durch die nötige Baugröße eher aus.

Vorteile von SalzwasserspeichernNachteile von Salzwasserspeichern
Hohe Sicherheit (nicht entflammbar und explosionsgeschützt)​Geringere Energiedichte (größer und schwerer für gleiche Leistung)​
Umweltfreundlichkeit (unbedenkliche Rohstoffe, umweltschonender Abbau)​Längere Be- und Entladezeiten (langsamerer Energiefluss)​​​
Nachhaltige Rohstoffe (hohe Verfügbarkeit, geringe Materialkosten)​Höhere Anschaffungskosten und geringere Marktverfügbarkeit​
Ungefährlichkeit bei Defekten (Salzwasser-Elektrolyt ist harmlos)​Geringere Leistungsfähigkeit, besonders bei niedrigem Ladezustand​
Höhere Entladetiefe und Wartungsfreiheit​Hoher Platzbedarf, besonders problematisch bei begrenztem Raum​
Geeignet für Gebäude mit hoher Energieautonomie​Geringe Lade- und Entladeleistung im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien​
Diese Tabelle bietet einen kompakten Überblick über die wesentlichen Aspekte von Salzwasserspeichern.

Praktische Anwendungsbereiche

Salzwasserspeicher stellen eine effiziente und umweltbewusste Lösung dar, wenn es darum geht, Energieautonomie in Gebäuden und Einrichtungen zu erhöhen. Durch ihre Fähigkeit, erhebliche Mengen an Energie zu speichern, sind sie besonders gut für die Einbindung in Photovoltaikanlagen geeignet. Solarenergie, die während der Spitzenzeiten des Sonnenscheins generiert wird, kann in diesen speziellen Batterien gespeichert und bei Bedarf wieder abgerufen werden. Dies ermöglicht eine kontinuierliche Energieversorgung auch zu Zeiten, in denen keine Solarenergie produziert werden kann, wie etwa nachts oder bei bewölktem Wetter.

Die Verwendung von Salzwasser als Speichermedium ist zudem besonders umweltfreundlich, da keine seltenen oder giftigen Materialien benötigt werden und die Entsorgung im Vergleich zu herkömmlichen Batterietechnologien weniger problematisch ist. Somit bieten Salzwasserspeicher eine nachhaltige Alternative, um den Übergang zu erneuerbaren Energiequellen zu fördern und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern.

BlueSky Energy ist mittlerweile insolvent und abgewickelt.

Marktsituation und Kosten bei Salzwasserspeichern

Der Markt für Salzwasserspeicher erfährt weltweit ein deutliches Wachstum, da die Nachfrage nach umweltfreundlichen und nachhaltigen Energiespeicherlösungen steigt. Diese Technologie bietet eine Alternative zu herkömmlichen Blei-Säure- oder Lithium-Ionen-Batterien, indem sie ungiftige Materialien und Elektrolyte verwendet, die weniger umweltbelastend sind. Mit einer wachsenden Anzahl von Herstellern, die in diesen Markt eintreten, variieren die angebotenen Produkte hinsichtlich Kapazität, Lebensdauer und Effizienz, was zu unterschiedlichen Preisbereichen führt. Für den Endverbraucher bedeutet dies eine wachsende Auswahl und Flexibilität bei der Investition in Heimspeicherlösungen.

Irgendwann könnten sich die Kosten für Salzwasserspeicher für den Heimgebrauch in einer Spanne von etwa 800 bis 900 Euro pro Kilowattstunde einpendeln, aktuell aber sind die Preise deutlich teurer. Dieser Preis spiegelt sowohl die fortschrittliche Technologie hinter diesen Systemen wider als auch die Tatsache, dass sie als sicherer und umweltfreundlicher gelten, was sie zu einer attraktiven Option für Haushalte macht, die auf erneuerbare Energien setzen und ihre eigene Energieunabhängigkeit erhöhen möchten.

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Aktuelle Hersteller von Salzwasserbatterien sind:

  1. Aquion: Aquion ist einer der bekannteren Hersteller von Salzwasserbatterien und hat sich auf umweltfreundliche und nachhaltige Speicherlösungen spezialisiert​​.
  2. BlueSky: BlueSky Energy war ein österreichischer Hersteller von umweltfreundlichen Energiespeichern auf Salzwasserbasis mit Sitz in Frankenburg. 2018 hatte das Unternehmen den neuen Gewerbespeicher GREENROCK Business für Industrie- und Landwirtschaftsbetriebe in Österreich auf den Markt gebracht. Das System war von 30 bis 270 Kilowattstunden skalierbar. Darüber hinaus bot BlueSky Energy Kleinspeicherlösungen an, die eine vollständig autarke Stromversorgung an abgelegenen Orten wie Schrebergärten ermöglichen. Wegen Zahlungsunfähigkeit und Überschuldung musste der Hersteller von Salzwasserbatterien im September 2022 Insolvenz anmelden​.

Diese Übersicht zeigt das aktuelle Problem! Es gibt aktuell kaum Hersteller, die ein fertiges Salzwasserspeichersystem für den „Hausgebrauch“ am Markt haben. XL-Lösungen für Industrieanwendungen gibt es beispielsweise von Salgnex. Nach der Pleite von BlueSky wird deren Greenrock-Batterie, die ja von den Österreichern auch extern aus den USA und China bezogen wurde, wohl noch verkauft. Aber andere Anbieter, die solche Systeme zu marktgängigen Preisen für den Einsatz in PV-Anlagen anbieten, gibt es derzeit nicht.

Zukunftsaussichten und Fazit

Salzwasserspeicher könnten eine wichtige Rolle in der Zukunft der erneuerbaren Energien spielen, insbesondere bei der Speicherung von Solarenergie. Ihre Weiterentwicklung und Verbreitung könnten zu einer nachhaltigeren und sichereren Energieversorgung beitragen. Damit stellen Salzwasserspeicher eine vielversprechende Entwicklung in der Photovoltaik und der nachhaltigen klimaneutralen Energieversorgung dar. Trotz einiger Herausforderungen bieten sie erhebliche Vorteile in Bezug auf Sicherheit und Umweltverträglichkeit. Ihre Rolle in der Energiewende könnte in den kommenden Jahren zunehmend wichtiger werden.

Ich sage könnte, weil es derzeit, wie oben geschildert, keinen erkennbaren Hersteller einer massenmarekttauglichen Lösung gibt. Auch das Greenrock-System, das eigentlich fix und fertig ist und auch für häusliche PV-Anlagen taugt, führt am Markt nur ein Nischendasein. Vor allem aber könnten diese Batterien aufgrund des fast banalen Rohstoffes Salzwasser eines Tages auch richtig günstig sein. Aber dafür bräuchte es einen namhaften Hersteller, der die Produktion übernimmt und entsprechend skalieren kann.