Eine wissenschaftliche Abschlussarbeit der TU München konnte aufzeigen, dass Vanadium-Redox-Flow Stromspeicher in puncto CO2-Fußabdruck ökologische Vorteile gegenüber Lithium-Systemen aufweisen. Das gab der Hersteller von Vanadium-Redox-Flow Stromspeichern VoltStorage bekannt. Zudem seien VoltStorage Speichersysteme vollständig und energiearm recycelbar.

Im Rahmen einer Cradle-to-Gate Analyse wurden die bei der Ressourcengewinnung und Produktion entstehenden CO2-Emissionen des VoltStorage SMART Heimspeichers und vergleichbarer Lithium-Speicher einander gegenübergestellt. Unterschieden wurde dabei zwischen Lithium-Batterien auf Basis von Eisenphosphat und Nickel-Mangan-Cobalt (NMC).

Bis zu 37 Prozent weniger CO2-Emissionen bei VoltStorage Stromspeicher

Der Emissionsvergleich zeigt: Die Ressourcengewinnung und Produktion des Vanadium-basierten Speichersystems setzt signifikant weniger CO2-Emissionen frei als gängige Lithium-Batterietypen. Während im Vergleich zu klassischen NMC-Batterien 27 Prozent weniger CO2 entsteht, sind es bei Lithium-Eisenphosphat-Batterien sogar 37 Prozent. Zurückzuführen sind die Emissionsvorteile auf die Besonderheiten der Vanadium-Produktion sowie auf den hohen Energiebedarf bei der Produktion von Lithium-Batterien.

Vanadium als Nebenprodukt verringert CO2-Emissionen

Die Vanadium basierte Elektrolytflüssigkeit, die als Speichermedium dient, macht einen entscheidenden Anteil an der Gesamtmasse des Stromspeichers aus. Daher wurde in der Forschungsarbeit ein besonderes Augenmerk auf die CO2-Auswirkungen bei der Herstellung des Vanadium-Elektrolyts gelegt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Elektrolyt-Produktion mit 59 Prozent einen Großteil der gesamten CO2-Emissionen des VoltStorage SMART ausmacht.

Die absoluten CO2-Emissionen der Elektrolyt-Herstellung fallen jedoch gering aus, da Vanadium zu sehr großen Teilen als Nebenprodukt bei der Eisenproduktion entsteht. Der für die Eisenproduktion ohnehin benötigte Energiebedarf kann somit dafür genutzt werden, Vanadium zu gewinnen. Dies wiederum wirkt sich positiv auf den CO2-Fußabdruck von Stromspeichern aus, die auf der Vanadium-Redox-Flow Technologie basieren.

Hoher Energiebedarf bei Produktion von Lithium-Batterien

Die Ergebnisse der Crade-to-Gate Analyse zeigen mit Blick auf Lithium basierte Speichersysteme, dass der erhöhte Energiebedarf im Zuge der Batterieherstellung einen massiven Emissionstreiber darstellt. So sind mehr als ein Drittel aller CO2-Emissionen, die im Zuge der Produktion und Ressourcengewinnung anfallen, auf die Bereitstellung von Strom und Wärmeenergie zurückzuführen. Dabei konnte festgestellt werden, dass die Unterschiede zwischen den gängigen Lithium-Batterietypen auf Eisenphosphat und NMC-Basis in puncto Energiebedarf geringfügig sind.

Der hohe Energiebedarf bei der Produktion von Lithium-Batterien erklärt sich durch das energieintensive Trockenverfahren, das im Rahmen der Elektroden-Produktion zum Einsatz kommt. Zur Herstellung der Elektroden werden Aktivmaterialien (u.a. Lithium) zusammen mit weiteren chemischen Inhaltsstoffen zu einer feuchten Paste verarbeitet. Diese Paste wird auf Kupfer- oder Aluminiumfolien aufgetragen, die im Anschluss unter hohen Temperaturen getrocknet werden müssen, um weiterverarbeitet werden zu können.

Die Betrachtung der Cradle-to-Gate Analyse zeigt, dass die Vanadium-Redox-Flow Speichertechnologie deutliche ökologische Vorteile gegenüber Lithium-basierten Speicherlösungen aufweist. Für den weiteren Ausbau der E-Mobilität, einer der entscheidenden Säulen für die Reduktion der weltweiten CO2-Emissionen, werden Lithium-Batterien jedoch weiterhin von großer Bedeutung sein. So bringen Lithium-Batterien mit ihrer hohen Energiedichte und ihrem geringen Gewicht besondere Eigenschaften mit, um die Elektrifizierung des Mobilitätssektors voranzutreiben. Im stationären Bereich dagegen, wo Energiedichte und Gewicht von Speichersystemen eine untergeordnete Rolle spielen, sind laut Hersteller VoltStorage seine Vanadium-Redox-Flow Lösungen aus vorzuziehen.

31.01.2020 | Quelle: VoltStorage | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH