In den Niederlanden hat ein Projekt begonnen, das die Vorstellung davon revolutionieren könnte, wie Europa Energie in den kommenden Jahrzehnten speichern wird. In Zusammenarbeit mit einem führenden nationalen Energiekonzern haben die Entwickler mit dem Bau eines groß angelegten Energiespeichers mit einer Kapazität von 1 Gigawattstunde begonnen. Dies ist das größte Projekt für langfristige Energiespeicherung (LDES) in Europa, das auf der „Eisen-Luft“-Technologie basiert.

Das Komplex soll eines der Hauptprobleme der modernen Energieversorgung lösen: die Instabilität erneuerbarer Energiequellen. Windkraftanlagen in der Nordsee laufen nicht immer mit der erforderlichen Intensität, und die Sonne scheint nicht rund um die Uhr. Genau zur Ausgleichen dieser täglichen und saisonalen Schwankungen wird das neue System geschaffen.

Wie die „rostige“ Batterie funktioniert

Das neue System basiert auf dem Prinzip der reversiblen Oxidation von Eisen. Anstelle der teuren und knappen Komponenten, die in herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkumulatoren verwendet werden, kommen hier verfügbare chemische Elemente zum Einsatz. Der Betriebsprozess des Systems ist in zwei Zyklen unterteilt:

  • Erzeugungsmodus (Entladung): Wenn Energie benötigt wird, entnimmt das System Sauerstoff aus der Luft. Dies löst eine kontrollierte Oxidation des metallischen Eisens in den Zellen aus, wodurch Elektronen ins Netz eingespeist werden.
  • Akkumulationsmodus (Ladung): Überschüssige Energie von Windkraftanlagen und Solaranlagen wird an die Elektroden geleitet. Eisenoxid (tatsächlich Rost) wird zu reinem Metall reduziert, und Sauerstoff wird in die Atmosphäre zurückgeführt.

Der wichtigste technologische Vorteil dieses Systems ist die Zeit. Während herkömmliche industrielle Lithium-Systeme Energie nur für 2–4 Stunden abgeben können, ist die Eisen-Luft-Anlage für einen kontinuierlichen Betrieb von 100 bis 150 Stunden ausgelegt. Dies ermöglicht es dem System, den Energiebedarf sogar über eine ganze Woche hinweg zu decken.

Wirtschaftlichkeit und Sicherheit

Die wirtschaftliche Sinnhaftigkeit des Projekts ist offensichtlich. Nach Schätzungen der Analysten könnten die Investitionskosten für die Schaffung von 1 kWh Kapazität in solchen Systemen zehnmal niedriger sein als bei Lithium-Analogen. Das Geheimnis liegt in den Materialien: Der Verzicht auf Kobalt, Nickel und Lithium zugunsten von kommerziellem Eisen und wässrigem Elektrolyt senkt die Kosten erheblich.

Darüber hinaus sind Eisen-Luft-Zellen dem Hauptnachteil von Lithium-Batterien entzogen – dem Risiko eines thermischen Durchgehens. Dies schließt die Möglichkeit von Großbränden aus und ermöglicht die Platzierung von Speichern in unmittelbarer Nähe zu großen Industriegebieten und Verbrauchsknotenpunkten, ohne Sicherheitsbedenken.

Rolle im europäischen Energiehaushalt

Der Aufbau von Pufferkapazitäten in den Niederlanden wird durch die Notwendigkeit diktiert, das Problem der Volatilität der Windenergieerzeugung zu lösen. Ohne solche Speicher ist der Markt zwei Extremen ausgesetzt: negativen Strompreisen bei starkem Wind und einem Mangel an Leistung während längerer Flaute (das Dunkelflaute-Phänomen).

Im Kontext des europäischen Grünen Deals wird die Skalierung solcher LDES-Systeme als kritischer Schritt betrachtet. Das Ziel ist es, bis 2030 die Abhängigkeit der EU-Länder von Reserve-Gasturbinenkraftwerken zu verringern, die traditionell zur Glättung von Verbrauchsspitzen verwendet werden, und den Übergang zu „grüner“ Energie wirklich stabil zu machen.