Alternative: Salzwasserspeicher



Wie funktioniert der Salzwasserspeicher?

Das stärkste Argument einen Salzwasserspeicher zu verwenden, ist auf jeden Fall der ökologische Faktor. Anders wie zum Beispiel bei Lithium-Ionen oder Bleibatterien wird dabei völlig auf seltene Metalle verzichtet. Zudem werden dabei ausschließlich ungefährliche Stoffe und Materialien verwendet, sodass der Hauptbestandteil, das Salzwasser theoretisch sogar getrunken werden kann.

Das Funktionsprinzip sieht beim Salzwasserspeicher ähnlich aus wie bei herkömmlichen Batterien. Auch diese besteht aus Anode, Kathode, einem leitfähigen Elektrolyt und einem Separator. Der Unterschied besteht jedoch in den verwendeten Materialien.


Vergleichen wir den Salzwasserspeicher mal mit einer herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterie.

Während bei der herkömmlichen Batterie als Kathode und Anode meist eine Graphitschicht und eine Metalloxidschicht verwendet werden, bestehen diese beim Salzwasserspeicher aus Manganoxid und Kohlenstoff-Titan-Phosphat.

Als Elektrolyt wird, wie der Name schon verrät, Salzwasser verwendet.



Aufbauprinzip einer Lithium-Ionen Batterie


Grafik: Fh-FEP




Aufbau einer Salzwasserbatterie


Grafik: bluesky energy



Die Materialien und Stoffe, die dabei verwendet werden, sind also in jedem Fall ökologischer und weniger bedenklich als die, der herkömmlichen Batterien. Ähnlich sieht es auch mit der Verfügbarkeit aus dieser Rohstoffe aus.

Doch wieso sind Lithium- und Bleibatterien dann nicht schon längst durch die Salzwasserbatterie verdrängt worden? Vergleicht man die unterschiedlichen Batterien, wird man erkennen, dass die Salzwasser Variante nicht nur Vorteile mit sich bringt. Aber sehen wir uns die Unterschiede doch mal genauer an.


Vor- und Nachteile der Salzwasserspeicher

Wie bereits erwähnt ist eines der ersten Argumente, die für den SW-Speicher sprechen, die Verwendung von unbedenklichen und nicht-begrenzten Materialien.

Natürliches Natrium, dass im verwendeten Salzwasser vorkommt, ist ökologisch gesehen völlig unbedenklich und hat auch in der Verfügbarkeit und im Preis seine Vorteile. Anders sieht das natürlich bei gewöhnlichen Lithium- und Bleibatterien aus. Zum einen ist hier die Beschaffung der Materialien ein großes Thema. Zudem stellt sich auch die Fragen was damit passiert wenn diese ausgedient hat. Ich denke auch wenn viele Hersteller schon sehr gute Ansätze verfolgen, ist das Thema rund um die fachgerechte Entsorgung der Batterien noch lange nicht vom Tisch.


Ein weiterer Punkt ist das Thema Sicherheit. Auch wenn aufgrund der stetigen Weiterentwicklung der Batteriespeicher nur noch wenige sicherheitstechnische Probleme auftreten, ist jeder einzelne Fall einer zu viel. Dabei kann es vereinzelt immer noch zu Problemen mit auslaufenden ätzenden oder giftigen Stoffen kommen oder im schlimmsten Fall sogar zum Brand oder zur Explosion führen. Hier möchte ich auch überhaupt nicht den Teufel an die Wand malen, denn vor allem Lithium Batterien sind heutzutage schon extrem sicher. Ein Restrisiko lässt sich aber wohl nie vermeiden. Wie wir vor kurzem auch wieder mitbekommen haben.

Die Salzwasserspeicher haben hier den klaren Vorteil, dass diese tatsächlich weder giftig, leicht entflammbar noch explosionsgefährdet sind. Das zeigen auch Versuche, in denen der SW-Speicher für einen längeren Zeitraum offenen Feuer ausgesetzt war. Dabei kam es weder zum Brand, noch zu einer Explosion. Auch wenn der nächste Versuch sicherlich nicht nachgemacht werden sollte, gibt es Personen, die das Salzwasser in den Batterien sogar getrunken haben, um zu zeigen, dass es ungefährlich ist. Beim Thema Sicherheit schneidet also ganz klar die Salzwasserlösung besser ab.


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Bleiben wir bei den Eigenschaften der unterschiedlichen Batterien, gibt es einen sehr bedeutenden Unterschied. Nämlich das Gewicht pro kWh Kapazität. Da die Energiedichte bei SW Speicher deutlich geringer ist als von gewöhnlichen Speichern, wird auch deutlich mehr Platz und Raum benötigt. Das macht den SW Speicher auch deutlich schwerer wenn man das Gewicht pro kWh vergleicht. Meist wird eine Batterie im Keller aufgebaut wo es meist nicht drauf an kommt, ob diese etwas mehr Platz benötigt oder nicht, bei Montagen wo aber jeder Quadratmeter zählt, kann es beim SW Speicher durchaus problematisch werden. Der sehr hohe Platzbedarf ist unter anderem auch ein Grund weshalb sich der Salzwasserspeicher wohl niemals im Elektroauto durchsetzen wird.


Die Speichergröße selbst ist auch bei den Salzwasserspeichern recht flexibel und man kann falls genug Platz vorhanden ist, auch durchaus größere Speichersysteme aufbauen.

Ein erkennbarer Nachteil ist aber die geringe Lade und Entladeleistung der SW-Speicher. Diese ist im Vergleich zur Lithium Batterie bei weitem kleiner. Dieser Wert wird bei Batterien mit dem bekannten C-Koeffizient gemessen. Dabei werden Lade- und Entladestrom auf die maximale Kapazität einer Batterie bezogen, um unterschiedlich große Batterien einfacher miteinander vergleichen zu können. Ein Koeffizient von 1C bedeutet, dass eine Batterie innerhalb von 1 Stunde komplett ge- oder entladen werden kann. Ein C-Koeffizient kleiner als 1, bedeutet dass es länger als 1 Stunde dauert und ein C-Koeffizient größer als 1, dass es weniger als 1 Stunde dauert.

Mit einem C-Koeffizient von rund 0.25 zählt der SW Speicher sicherlich nicht zu den „stärksten“ Speichern. Die tatsächliche Ladeleistung hängt aber wiederum von der verwendeten Speichergröße ab.

Was sich der SW Speicher aber zu Gute kommen lässt, ist die hohe Entladetiefe.

Bei Lithium Batterien kennen wir es ganz gut. Hier unterscheiden wir schon zwischen theoretischer und nutzbarerer Kapazität. Dann kommt auch noch der Mindest SOC Wert dazu, der eingehalten werden muss. Und im schlechtesten Fall kommt es trotzdem zur Tiefenentladung. Dieses Problem gibt es beim Salzwasserspeicher nicht. Hier kann zum einen die volle Kapazität verwendet werden. Zudem braucht man auch keine Bedenken bezüglich einer Tiefenentladung haben.


Der finanzielle Aspekt

Am Ende spielt natürlich auch die Wirtschaftlichkeit eine große Rolle. Dazu zählt auch der Wirkungsgrad. Hier hängen die herkömmlichen Batterien den SW Speicher noch deutlich ab. Auch wenn es natürlich von System zu System unterschiedlich ist, kommt der Wirkungsgrad nicht an jenen von gewöhnlichem Lithium Batterien ran.

Obwohl die Materialien weniger kostenintensiv sind, sind Salzwasserspeicher momentan schon noch um einiges teurer. Viel davon fließt halt noch in die Forschung und Entwicklung. Sollten sich diese aber weiter am Markt durchsetzen, kann sich der Anschaffungspreis auch schnell ändern sobald in breiter Masse produziert werden kann.


Aktuell gibt es im DACH Raum durchaus einige Hersteller, die sich auf Salzwasserspeicher spezialisiert haben und bereits beträchtliche Summe an den Markt bringen.

Wirtschaftlich können die Salzwasserspeicher noch nicht ganz mithalten, ökologisch gesehen haben sie aber jetzt bereits einen bleibenden Eindruck hinterlassen. Wir sind gespannt in welche Richtung das in Zukunft geht.


Ich möchte mir aber auf jeden Fall in einem weiteren Artikel noch ein konkretes Beispiel eines Salzwasserspeichers mit euch ansehen. Der Salzwasserspeicher im Fokus