Was hat Salz mit Batterien zu tun? Andreas Spring, Managing Director von Battery Consult AG, erklärt im Interview, was es mit dieser unerwarteten Verbindung auf sich hat und wie Salz Batterien nachhaltiger und umweltfreundlicher macht.
Herr Spring, können Sie uns in einfachen Worten erklären, was eine Salzbatterie ist und wie sie im Vergleich zu herkömmlichen Batterien funktioniert?
Unsere Batterie ist vom Typ her eine sogenannte Salzschmelzbatterie, auch ZEBRA-Batterie genannt. ZEBRA steht für «Zero Emission Battery Research Activities» und war in den 80er-Jahren ein nationales Forschungsprojekt in Südafrika. Die Reaktanten sind mit einer flüssigen Salzlösung (NaAlCl4) durchtränktes Granulat aus Natriumchlorid (Kochsalz) und Nickel als positive Elektrode, eine für Na-Ionen leitfähige Keramikwand als Separator – und im Aussenbereich flüssiges Natrium als negative Elektrode. Wir verwenden also keine sogenannten kritischen Rohstoffe für die Batterie.
Welche Vorteile hat die Salzbatterie gegenüber herkömmlichen Batterien?
Die Salzbatterie kann weder explodieren noch brennen. Die Rohstoffe für den Bau einer Salzbatterie sind unkritisch und nahezu überall auf der Welt verfügbar. Wir verwenden Salz, Eisen, Keramik und Nickel.
Das Nickel wird im Recyclingprozess zurückgewonnen und kann wiederverwertet werden. Die Rückgewinnungsquote liegt bei nahezu 100 Prozent. Die Salzbatterie borgt sich das Nickel sozusagen nur bis zum Ende ihrer Lebensdauer. Sie ist unempfindlich gegenüber Aussentemperaturen. Die Salzbatterie kann problemlos und ohne Kapazitätsverlust im Bereich von -20 bis +60 °C eingesetzt werden und ist damit auch für den Einsatz in sonnenreichen und heissen Regionen weitgehend ohne Kühlung sehr gut geeignet. Dies im Gegensatz zu Lithium, das es kühl und schattig mag.
Wie kann die Salzbatterie in der Praxis eingesetzt werden?
Die Salzbatterie wird in ihrer heutigen Bauform in den Bereichen Hausspeichersysteme, Gewerbe und Industrie sowie USV (unterbrechungsfreie Stromversorgung) eingesetzt. Teilweise wurden mit der Salzbatterie auch grössere Batterien gebaut. Beispielsweise als Netzspeicher von grösseren Photovoltaikanlagen im Volumen eines 20-Fuss-Containers. Dabei wird die überschüssige Solarstromproduktion direkt in der Batterie gespeichert und in den Nachtstunden wieder abgegeben.
Gibt es Einschränkungen für den Einsatz der Salzbatterie und in welchen Anwendungsbereichen ist sie besonders effektiv?
Die Salzbatterie ist eine warme Technologie. Sie benötigt eine chemisch bedingte Betriebstemperatur von >250°C. Erhält die Batterie über einen längeren Zeitraum zu wenig oder keine Energie (Wintermonate, Nebel etc.), benötigt sie im schlimmsten Fall mehr Energie für die notwendige integrierte Heizung, um sich warm zu halten, als sie speichern kann. Die richtige Dimensionierung der Speichergrösse im Verhältnis zur Anlagengrösse ist daher entscheidend für einen verbrauchsoptimierten Ganzjahresbetrieb.
Besonders effektiv ist sie als grosser Netzspeicher in ganzjährig sonnenreichen Regionen. Klassischerweise also zur zeitversetzten Nutzung der erzeugten Energie aus Wind- und Photovoltaikanlagen oder als netzgekoppelte und netzferne Micro-Grid-Anwendung.
Wie nachhaltig und ressourcenschonend ist die Verwendung von Schweizer Salz in der Produktion der Salzbatterie im Vergleich zu anderen Materialien, die in der Batterieindustrie üblicherweise eingesetzt werden?
Natrium ist im Gegensatz zu Lithium überall leicht verfügbar. Sowohl die Gewinnung als auch die Entsorgung der eingesetzten Rohstoffe sind heute weit verbreitete Standardprozesse, die die Umwelt nur minimal belasten. Ein Vergleich der verschiedenen Technologien wurde erst im letzten Jahr eindrucksvoll dargestellt.
Verwenden Sie ganz normales Schweizer Koch- oder Siedesalz für die Herstellung?
Der Rohstoff für die Herstellung ist ganz normales Schweizer Kochsalz. Während des Produktionsprozesses werden nur wenige Zusätze hinzugefügt.
Ist die Salzbatterie schon salonfähig? Wann ist mit einer breiten Verfügbarkeit zu rechnen?
Die Salzbatterie mit der «alten» Zelle wird bereits heute in verschiedenen Anwendungen eingesetzt. Unter anderem als Heim- und Gewerbespeicher in der Schweiz. Die Meiringer Firma Innovenergy vertreibt sie seit mehreren Jahren als komplettes Speichersystem. Vor allem als unverwüstlicher USV-Speicher in der Telekommunikation ist die Batterie seit vielen Jahren im Einsatz.
Unsere Weiterentwicklung konzentriert sich auf die stationäre Speicherung. Also für den Einsatz als Heim-, Gewerbe- und Industriespeicher, vor allem aber als netzgekoppelte Speicher. Die ersten Batterien mit unserer Zelle werden im Verlauf des ersten Quartals 2024 die Werkshallen verlassen. Für den Bau eines ersten Grossspeichers mit einer Kapazität von rund 2 MWh benötigen wir noch etwa 12 Monate. Ab dann heisst es: Speichern, was das Salz hergibt.
