Eine Batterie, die die Metropole Berlin eine Stunde lang mit Strom versorgen kann, will das Oldenburger Energieunternehmen EWE bauen. Der Stromspeicher arbeitet nach dem Redox-Flow-Prinzip und nutzt unterirdische Kavernen in einem Salzstock.

Den Strom beispielsweise aus dem Offshore-Windpark Riffgat will das Oldenburger Energieunternehmen EWE künftig in der größten Batterie der Welt speichern, die wiederum in einem Salzstock gebaut werden soll. Foto: EWE

Ausgerechnet mit einer Erfindung aus der Mitte des vergangenen Jahrhunderts, der Redox-Flow-Batterie, will das Oldenburger Energieunternehmen EWE den Flaschenhals der Stromspeicherung bei der Energiewende beseitigen und den Stromspeichermarkt revolutionieren. Die Idee: Salzkavernen als Stromspeicher nutzen.

Bescheidenheit ist daher nicht die Stärke von Peter Schmidt, Geschäftsführer der Unternehmenstochter EWE Gasspeicher: „Wenn alles funktioniert, kann dies den Speichermarkt beziehungsweise den Markt für Regelenergie grundlegend verändern. So ist die Strommenge, die ein Speicher dieser Art beinhaltet, der aus zwei mittelgroßen Kavernen besteht, ausreichend, um eine Millionenmetropole wie Berlin für eine Stunde mit Strom zu versorgen. Damit würden wir die größte Batterie der Welt bauen.“

In Schwefelsäure gelöste Schwermetallsalze

In einer Redox-Flow-Batterie wird die erzeugte elektrische Energie in einer Elektrolyt-Flüssigkeit gespeichert. Das ist bisher eine schmutzige und gefährliche Angelegenheit. So verwendet man als Elektrolyt beispielsweise in Schwefelsäure gelöste umweltgefährdende Schwermetallsalze wie Vanadium.

Quelle: EWE

Forscher der Friedrich-Schiller-Universität Jena haben eine Redox-Flow-Batterie entwickelt und vor zwei Jahren vorgestellt, in der als Elektrolyt in Salzwasser gelöste recycelbare Polymere schwimmen. Dafür haben sie den mit 25.000 Euro dotierten Thüringer Forschungspreis 2017 für Angewandte Forschung vom Thüringer Ministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesellschaft erhalten.

Erdgasspeicher als Stromspeicher nutzen

Da die EWE Gasspeicher unter anderem im ostfriesischen Jemgum in einem unterirdischen Salzstock in acht Kavernen Erdgas speichert, entstand die Idee, in den Kavernen auch Strom zu speichern. Und so war das Projekt brine for Power, kurz b4p, geboren. Zwei Kavernen des Salzstocks mit je 100.000 Kubikmetern Volumen sollen dazu mit Wasser vollgepumpt werden, wodurch die benötigte Sole gleich vor Ort entsteht. Die beiden Kavernen bilden dann die Batterie.

Eine Redox-Flow-Batterie besteht aus zwei Speicherbehältern und einer elektrochemischen Zelle, in der die Reaktionen stattfinden. In dieser Zelle sind die beiden Speicherflüssigkeiten, Katholyt und Anolyt genannt, durch eine Membran voneinander getrennt. Diese verhindert ein Vermischen der Speicherflüssigkeiten. Die Ionen können die Membran jedoch ungehindert passieren.

Quelle: EWE

Beim Aufladen der Batterie sorgt der Ladestrom dafür, dass Elektronen an den Polymeren des Anolyts angelagert werden, während der Katholyt seine Elektronen abgibt. Die aufgeladenen Katholyt- und Anolytmoleküle werden aus der elektrochemischen Zelle in die Speicherbehälter gepumpt und durch ungeladene ersetzt. Die Entladung geschieht genau umgekehrt.

Nun ist die maximale Speicherkapazität einer solchen Redox-Flow-Batterie einzig durch die Größe der Speicherbehälter für die beiden Elektrolytflüssigkeiten begrenzt. Und so werden die beiden Kavernen im Salzstock unter Jemgum zur größten Batterie der Welt.

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Tests in großen Kunststoffbehältern

Bis dahin ist es aber noch ein weiter Weg. „Wir haben noch einige Tests durchzuführen und etliche Fragen zu klären, bis wir das aufgezeigte Speicherprinzip gemäß der Universität Jena in unterirdischen Kavernen anwenden können. Ich gehe aber davon aus, dass wir etwa Ende des Jahres 2023 eine Kavernenbatterie in Betrieb haben können“, ist b4p-Projektleiter Ralf Riekenberg optimistisch. In einem ersten Schritt wird bis Ende 2017 in großdimensionierten Kunststoffbehältern auf dem Gasspeichergelände in Jemgum die grüne Redox-Flow-Batterie errichtet und getestet.

Redox-Flow-Batterien lassen sich übrigens auch in Elektroautos einsetzen. Daran arbeitet das Liechtensteiner Unternehmen NanoFlowCell. Von den ersten Testfahrten lesen Sie hier.