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Wirtschaft Gesucht: Effizientere Batterien

Kalifornien will bis 2030 die Hälfte des Stromes aus erneuerbaren Quellen beziehen. Das geht nur, wenn der Strom gespeichert werden kann, damit die Lichter auch dann brennen, wenn die Sonne nicht scheint und der Wind nicht weht. Dazu braucht es günstigere und potentere Batterien.

Symbolbild: Solarpanels, dahinter blauber Himmel.
Legende: Wenn alternative Energieproduktion erfolgreich sein soll, muss der Strom gespeichert werden können. Imago

Russ Weed ist stolz auf die innovative Batterie, die seine Firma UniEnergy in Seattle entwickelt hat und die er an der grössten Solar-Messe der USA, der «InterSolar», Link öffnet in einem neuen Fenster, präsentiert. Mit ihr kann Solarstrom tagsüber gespeichert und nachts abgegeben werden.

«Unsere Kunden sind Stromversorger, Spitäler und Universitäten mit eigenen Stromnetzen, sowie Grossfirmen», sagt er. UniEnergy setzt im Gegensatz zu den gängigen Lithium-Ionen-Akkus, die in Smartphones und Autos eingebaut werden, auf die noch weniger verbreitete Flow-Technologie.

Staatlich unterstützte Forschung

Flow-Batterien hätten einige Vorteile, so Weed. Tatsächlich zersetzen sie sich nicht, sie können kein Feuer fangen und sie haben auch eine längere Lebensdauer. Die Flow-Batterien laden und entladen sich zudem langsam, was sie für Solarenergieanlagen und Windanlagen besonders geeignet macht.

Die Batterie von UniEnergy könne sowohl kurzfristige Schwankungen ausgleichen wie auch die langfristige Stromversorgung gewährleisten, sagt Weed. Noch sind diese Batterie-Speichersysteme allerdings zu teuer für den grossen Markt.

Viele Menschen an einer Messe.
Legende: Grossandrang an der InterSolar, der grössten Solarmesse der USA. srf

Entwickelt wurde die Flow-Technologie in einem Programm des US-Energieministeriums. Imre Gyuk leitet das staatliche Batterieprogramm und gilt als Pate der US-Batterietechnologie. In sechs Jahren Forschung ist es Gyuks Programm gelungen, die Kosten pro gespeicherte Energieeinheit zu halbieren. Doch das reiche immer noch nicht, sagt der Physiker.

Suche nach neuen Materialien

«Es ist Zeit, andere Materialien – vielleicht anorganische – hineinzubringen», sagt Gyuk und spricht damit den Umstand an, dass zur Herstellung des Batterietyps von UniEnergy das chemische Element Vanadium, ein sogenanntes Übergangsmetall, benötigt wird.

Metalle seien von den Launen der Rohstoffmärkte abhängig und in der Regel zu teuer, so der Physiker. So wird jetzt an Batterien geforscht, die auf organischen Substanzen beruhen, oder mit Chemikalien funktionieren, die in Spargeln zu finden sind.

Kommt jetzt der Boom?

Nicht nur die Rohstoffpreise zur Herstellung der Batterien spielen eine Rolle, auch die Strompreise sind entscheidend. Je höher sie sind, desto eher rentieren sich Speichersysteme. Da sich viele US-Energieversorger derzeit überlegen, zu Spitzenzeiten höhere Strompreise zu verlangen, könnten Stromspeicher schon bald wettbewerbsfähiger werden.

Andrea Luecke, Direktorin der Organisation Solar Foundation, glaubt an eine grosse Zukunft: «Die Speichertechnologie ist jetzt an dem Punkt, an dem die Sonnenenergie in den USA vor zehn Jahren war. Mit einem kleinen Schub von Seiten der Regulatoren werden wir ein grosses Wachstum sehen», ist sie überzeugt.

Tatsächlich erwartet die Energiemarktanalysefirma GTM Research bis 2021 eine Verzehnfachung des US-Batteriemarktes.

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24 Kommentare

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  • Kommentar von N. Schmid (Schmid)
    Der Tagesstrom- ist auch in Kalifornien (CA) wesentlich höher als der Nachtstrombedarf. CA kann deshalb problemlos über 50% des Bedarfes erneuerbar ohne Speicher abdecken. CA kann Strom zudem indirekt in günstigen Wärmespeichern am Tag als Kälte/Wärme speichern (Wassertanks, Klimaanlagen, Gefrierräume mit Eisspeicher). Zudem ist CA neben den Nachbarstaaten und Mexico elektrisch selbst mit dem Nordwesten verbunden, welcher über enorme flexible Wasserkraftreserven verfügt (Pacific DC Intertie).
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    1. Antwort von N. Schmid (Schmid)
      Beispiel: Bei viel Solarstrom kann Kalifornien Strom in den Nordwesten exportieren und der Nordwesten kann seine Wasserkraft reduzieren (mehr Wasser bleibt z.B. im Roosevelt Lake gestaut). Die Schweiz tut das übrigens schon seit Jahrzehnten: Während der Nacht bei Stromüberfluss in Mitteleuropa, produzieren unsere Speicherkraftwerke (keinen Strom bzw. pumpen sogar) und das gestaute Wasser bleibt oben. Bei viel Strombedarf am Tag, produzieren die Speicherkraftwerke dagegen Strom für den Export.
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  • Kommentar von N. Schmid (Schmid)
    Erneuerbare Energien sind erheblich zuverlässiger, günstiger und können viel schneller gebaut werden als neue AKW. Der Neubau des AKW in England muss mit über 100 Mrd € subventioniert werden. Alleine mit Windenergie kann europaweit weit mehr Strom produziert werden, als überhaupt verbraucht werden kann (EEA) - von Solarenergie ganz zu schweigen (Dachflächen in Europa entsprechen mehr als 20 kW PV/Person). Die Speicherreserven der Europäischen Stauseen sind zudem grösser als der Speicherbedarf.
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  • Kommentar von N. Schmid (Schmid)
    Neue, zusätzliche Speicher sind tatsächlich überflüssig. Unsere Wasserkraftwerke können alleine doppelt so viel Strom produzieren wie im Schnitt verbraucht wird (BFE) und die Speicherreserven der Stauseen reichen monatelang (BFE). Es gibt keine Flauten und Nächte die zusammen nur schon eine einzige Woche andauern. Wind- und Solarkraftwerke produzieren zudem im Gegensatz zu AKW (Beznau I steht seit über einem Jahr still) jeden Tag Strom. Nordamerika hat riesige Stauseen/Speicherreserven.
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    1. Antwort von Max Blatter (maxblatter)
      "Die Speicherreserven der Stauseen reichen monatelang": Stimmt, knapp zwei Monate - auf den Schweizerischen Bedarf bezogen. Nur: Man muss das gesamte europäische Verbundnetz betrachten, und da reicht die Kapazität der Schweizerischen Stauseen gerade mal für einen Tag. Die Bereitstellung einer genügenden Speicherkapazität respektive zuschaltbarer Spitzenleistung ist eine Herausforderung - zwar lösbar, aber noch nicht "abgehakt"!
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