Bis 2050 sollen 80 Prozent der genutzten Energie in Deutschland aus regenerativen Quellen kommen. Eine zentrale Säule dieser geforderten Energiewende sind sichere, bezahlbare und umweltverträgliche Speichertechnologien, um Unregelmäßigkeiten bei der Energiegewinnung auszugleichen. Die Hochschule Landshut forscht nun im Rahmen des Projekts FERRUM gemeinsam mit dem Unternehmen VoltStorage an einer neuen Generation von Stromspeichern für den Privatgebrauch in Ein- und Mehrfamilienhäusern auf Basis der Iron-Redox-Flow-Technologie (IRFB). Diese ist im Vergleich zur weitverbreiteten Lithium-Ionen-Technologie wesentlich umweltfreundlicher und preisgünstiger und damit unter Nachhaltigkeitsaspekten klar allen anderen Speichertechnologien überlegen. Das Forschungsprojekt wird an der Hochschule Landshut vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit über 186.000 Euro gefördert. Die Projektleitung übernimmt Prof. Dr. Karl-Heinz Pettinger, wissenschaftlicher Leiter am Technologiezentrum Energie (TZE) der Hochschule Landshut.
Vorteile für Haushalte, Unternehmen und Standort Deutschland
„Von der neuen Technologie könnten sowohl Hauseigentümer als auch Unternehmen und Wohnungsbaugesellschaften profitieren“, erklärt Pettinger, „gleichzeitig könnte der Standort Deutschland hier eine Schlüsselposition einnehmen und konkurrenzfähig gegenüber Niedriglohnländern wie beispielsweise China werden.“ Im ersten Schritt entwickelt das Forscherteam ein Speichersystem mit einer Kapazität von acht Kilowattstunden. Dieses soll in jedes Haus passen oder im Außenbereich aufgestellt werden und voll kompatibel mit erneuerbaren Energiesystemen wie etwa Solarstrom- oder Windkraftanlagen sein. Im Laufe des Projekts bauen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler dieses System als Prototyp auf und werten es aus. Am Ende soll schließlich ein Speichersystem mit einer Kapazität von 50 Kilowattstunden stehen, das als Gewerbe- und Industriespeicher für KMUs, Mehrfamilienhäuser und Versorger zum Einsatz kommt. ?
Nachhaltiger und preisgünstiger als andere Technologien
Ein entscheidender Vorteil der IRFB-Technologie gegenüber den bisher verbreiteten Stromspeichern ist, dass die zur Produktion notwendigen Materialien umweltfreundlich, kostengünstig und innerhalb Deutschlands oder der EU in großem Umfang verfügbar sind. „So werden für die Herstellung und den Betrieb keinerlei giftige, brennbare oder umwelt- und wasserschädliche Materialien verwendet – im Gegensatz zu Lithium-Ionen-Akkus, die mit ökologischen und politischen Nachteilen verbunden sind“, so Pettinger. Darüber hinaus könnte die IRFB-Technologie die Kosten im Vergleich zu den bisher verfügbaren Batterien bis zur Hälfte reduzieren.
Ziel ist marktfähiges Produkt
Warum diese Technologie trotz ihrer unschlagbaren Vorteile bis heute in kein marktreifes Batteriesystem überführt wurde, liegt daran, dass der energetische Wirkungsgrad sowie die langfristige Stabilität bisher zu gering waren. Diese technologischen Hürden will das Projekt FERRUM nun überwinden und ein marktfähiges Speichersystem auf IRFB-Basis entwickeln. Ziel der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ist am Ende ein System mit einer Kapazität von 50 kWh, das voll kaskadierbar ist und sich damit für alle möglichen Anwendungen zur Zwischenspeicherung von Erneuerbaren Energien oder der Entlastung der Stromnetze eignet.
Bereits vorhandenes Know-how am TZ Energie
Dabei können die Forschenden auf das bereits vorhandene Know-how im Bereich Energiespeicher aufbauen. So beschäftigten sich die beiden wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen des Forschungsprojekts Christina Zugschwert und Saskia Dinter in den vergangenen Jahren intensiv mit zukünftigen Energiespeichern am TZ Energie. Dabei waren sie unter anderem am Aufbau der grenzüberschreitende Forschungsplattform FSTORE mitbeteiligt, auf der sich Batteriehersteller, Netzbetreiber und Forschende aus ganz Europa zur Redox-Flow-Technologie austauschen.
Über das Projekt
Das Projekt „FERRUM – All-lron Redox-Flow Batterie als umweltfreundlicher und kostengünstiger Energiespeicher“ läuft noch bis Ende Februar 2022 und wird von der Hochschule Landshut in Kooperation mit dem Unternehmen VoltStorage am Technologiezentrum Energie in Ruhstorf an der Rott durchgeführt. Die Projektleitung liegt bei Prof. Dr. Karl-Heinz Pettinger. Die Förderung übernimmt das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi).
Fotos: Hochschule Landshut
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