Größte Lithium-Keramik-Batterie der Welt. 01.03.2010

Evonik
entwickelt die größte Lithium-Keramik-Batterie der Welt

Essen.
Strom aus Wind und Sonne soll künftig auch im großen Maßstab effizient
speicherbar werden. Zu diesem Zweck entwickelt die Essener Evonik
Industries in Deutschland gemeinsam mit Partnern die größte
Lithium-Keramik-Batterie der Welt.

Möglich wird dies dank der CERIO-Technologie, einer
speziellen Kombination von Keramik-Materialien und hochmolekularen
Ionenleitern, die stark erhöhte Sicherheit bei gleichzeitig geringem
Platzbedarf und hoher Zykluslebensdauer garantieren. Am saarländischen
Kraftwerks-Standort Völklingen entsteht in einem ersten Schritt ein
Stromspeicher mit einer Leistung von einem Megawatt (MW) und einer
Speicherkapazität von etwa 700 kWh.

Zur Einordnung: Würde dieser
Speicher viertelstündlich be- und entladen, könnten hiermit theoretisch
4000 Haushalte pro Jahr versorgt werden. Im Anschluss an den
1-Megawatt-Speicher ist eine Erweiterung auf 10 MW geplant. "Wir nutzen
unsere einzigartige Lithiumionen-Kompetenz, die schon heute die
Elektrifizierung des Automobils revolutioniert, um in einen ganz neuen
Markt einzutreten", sagt Dr. Klaus Engel, Vorstandsvorsitzender der
Evonik Industries AG. "Damit ließen sich erstmalig Erzeugung und
Verbrauch von Strom mit Hilfe der Lithium-Keramik-Technologie
kostengünstig entkoppeln. Wir können die durch die Energiegewinnung aus
Sonne und Wind verursachten Netzschwankungen stabilisieren und so die
Energieerzeugung insgesamt erheblich effizienter gestalten. Hier
entsteht ebenso wie im Automobilbereich ein Milliardenmarkt", so Engel.
Experten schätzen das Marktvolumen für moderne Energiespeicher
langfristig auf über 10 Milliarden Euro.

Allein
für Deutschland liegt der künftige Leistungsbedarf an modernen
Speichersystemen im hohen dreistelligen Megawattbereich. Das im Rahmen
der Forschungsinitiative LIB 2015 vom Bundesministerium für Bildung und
Forschung (BMBF) geförderte und auf drei Jahre angelegte Projekt zielt
auf die wirtschaftlich-technische Realisierbarkeit solcher
Mega-Batterien für stationäre Anwendungen. "Stromspeicher dieser Art
haben enorme Vorteile zur flexiblen Integration von erneuerbaren
Energien.", so Carsten Kolligs, der das Projekt im Science-to-Business
Center Eco² der Creavis Technologies & Innovation innerhalb von
Evonik leitet.

Der nachhaltige ökologische und ökonomische Ausbau
der erneuerbaren Energien ist ein zentrales Ziel der deutschen
Klimaschutz- und Energiepolitik. Der Anteil der erneuerbaren Energien
soll in Deutschland bis zum Jahr 2050 schrittweise auf 50 Prozent
gesteigert werden. "Hinzu kommt, dass der europäische Strommarkt seit
Beginn der Deregulierung starken Veränderungen unterworfen ist. Als
Folge werden vermehrt schwankende Energien aus Wind- und
Photovoltaikanlagen und in erhöhtem Maße auch Energien aus
Blockheizkraftwerken ungeregelt in das Stromnetz eingespeist. Dies
stellt zunehmende Anforderungen an die Übertragungskapazität und den
Betrieb der Netze. Hier können hocheffiziente und flexible
Batteriespeicher auf Basis der Lithium-Keramik-Technologie wertvolle
Beiträge zur Netzregelung und Grundlastfähigkeit von erneuerbaren
Energien leisten", erklärt Kolligs.

Lithiumionen-Batteriespeicher
werden derzeit weltweit mit hoher Intensität für Fahrzeugantriebe der
Zukunft entwickelt. Die einzigartige, patentierte Evonik-Technologie ist
auch Fundament einer Partnerschaft mit der Daimler AG, die auf
serienreife Elektrofahrzeuge ab 2012 zielt. Neben Anoden- und
Kathodenmaterial bildet die keramische Membran SEPARION® als Separator
das innovative Herzstück. Aber auch für stationäre Anwendungen
verspricht die Technologie außerordentliche Potenziale.

Evonik
treibt das ehrgeizige Projekt unter dem Namen LESSY
(Lithiumionen-Elektrizitäts-Speicher-System) aus dem Science-to-Business
Center Energieeffizienz (S2B-Center Eco²) voran. Das S2B-Center Eco²
bündelt knapp zwei Dutzend Projekte zu Ressourcenschonung und
Klimaschutz. Das Science-to-Business-Center-Konzept der strategischen
Forschungseinheit Creavis Technologies & Innovation von Evonik zielt
auf die Bündelung von Partnern aus verschiedenen Disziplinen ab, um die
Zeitspanne von der Idee bis zum marktfähigen Produkt möglichst kurz zu
halten.

Evonik hat mit der eigenen Tochter Li-Tec Battery GmbH,
einem Joint Venture mit Daimler, und der Digatron Industrie-Elektronik
GmbH für LESSY zwei Partner aus der Wirtschaft gewonnen. Die Universität
Münster, das EWE-Forschungszentrum für Energietechnologie (Next Energy)
und das HTW-Institut Power Engineering Saar zählen zu den
Projektpartnern aus der Wissenschaft. Die Entwicklung von großvolumigen
Batterien fokussiert zunächst auf den Anwendungsbereich der Netzregelung
und hier konkret auf die Bereitstellung von Primärregelenergie, die
bisher von konventionellen Großkraftwerken erbracht wird.

Im
Rahmen des Projekts LESSY werden die Komponenten der
Lithiumkeramik-Batterie gezielt auf die
Primärregelenergie-Bereitstellung hin entwickelt. Anschließend erfolgt
der Bau und Betrieb eines Speichers mit einer Regelenergieleistung von
rund einem MW. Die dazu erforderliche Batterie wird eine
Speicherkapazität von ca. 700 kWh haben und ist damit in etwa 40 bis 50
mal so groß wie die Batterien für Elektro- oder Hybridfahrzeuge.
Standort des Stromspeichers wird das Evonik-Kraftwerk Fenne in
Völklingen sein, das sich mit freien Leistungen an der Bereitstellung
von Regelenergie für das deutsche Stromverbundnetz beteiligt.

"Die
wesentlichen Herausforderungen des Projekts resultieren aus der
Größenordnung des Speichers. Die Anforderungen hinsichtlich Sicherheit,
Batteriemanagement, Netzanbindung, Energiemenge und Leistungen sowie
nicht zuletzt der erforderlichen Zyklenzahlen gehen deutlich über den
Stand der Technik bei herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterie-Speichern
hinaus", betont Kolligs. In begleitenden Studien werden die gewonnenen
Projektergebnisse genutzt, um über die Primärregelenergie-Bereitstellung
hinaus weitere Anwendungsgebiete von großskaligen
Lithium-Keramik-Batterie-Speichern in stationären Anwendungen zu
identifizieren.

(Redaktion)