„Die Energiewende nimmt nur dann Fahrt auf, wenn wir verstärkt überschüssigen Strom speichern können“, sagte Badenova-Vorstand Mathias Nikolay bei der Einweihung des Batteriespeichers. Das Vorhaben ist eingebettet in ein internationales EU-Forschungsprojekt namens „Invade“, in dem zwölf Nationen den Einsatz von Batteriespeichern unter realen Bedingungen testen. 

Für die Stabilität des Stromnetzes in Freiburg ist „bnNETZE“ verantwortlich. Deren Geschäftsführer Volker Geis erläutert, dass der Batteriespeicher an einen schwachen Netzausläufer angeschlossen wurde, an dessen Ende sich ein Kunde mit einer großen Solaranlage befindet. An sonnigen Tagen mit wenig Eigenverbrauch könne es zu einer Überlastung der Stromleitung kommen. Die Folge sind unzulässige Spannungsanhebungen, die zu einer Abschaltung der Solaranlage führen könnten.

Das verhindert in Zukunft der Batteriespeicher mit einer Leistung von 20 kW und einer Kapazität von 120 KWh. Die Batterie kann überschüssigen Solarstrom mit einer Reaktionszeit von weniger als 2 ms und einer maximalen Lade-/Entladeleistung von 20 kVA aufnehmen und abgeben. Sie basiert auf einer innovativen Technologie - nämlich der des „Redox-Flow-Prinzips“. Dabei wird für die Energiespeicherung eine Vanadium-basierte Elektrolytflüssigkeit und keine Feststoffe wie bei herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien verwendet. Die Elektrolytflüssigkeit besteht aus nichtbrennbaren Inhaltsstoffen, darunter über 80 % reines Wasser.

Laut Projektleiter Malte Thoma hat die Redox-Flow-Batterie zwei ganz entscheidende Vorteile für diese Anwendung. Der eine ist die extrem hohe Zyklenfestigkeit: „Bei einem kompletten Ladezyklus pro Tag verspricht uns der Hersteller eine Lebensdauer von 60 Jahren“, sagte Thoma auf Nachfrage von E&M. Der zweite Vorteil ist die einfache Recyclebarkeit der Batterie. Das Vanadium kann einfach aus der Elektrolytflüssigkeit herausgefiltert und in einer anderen Batterie erneut verwendet werden. 

Vanadium sei ein recht häufiges Element: „Die Gewinnung von Vanadium kann ohne Raubbau an der Natur und den damit verbundenen Konsequenzen für die Ökosysteme geschehen. Seltene Erden oder andere Konfliktrohstoffe wie Mangan oder Kobalt werden bei diesem Batterietyp nicht eingesetzt,“ betont Projektleiter Malte Thoma.

Ein Nachteil von Redox-Flow-Systemen ist jedoch das hohe Gewicht, das im Fall der Badenova-Anwendung rund 13 t beträgt – wovon allein die Elektrolytflüssigkeit 9,3 t ausmacht. „Für eine stationäre Anwendung wie in unserem Fall spielt das aber überhaupt keine Rolle“, so Malte Thoma zu E&M.

Der Auftrag für den Bau der Redox-Flow Batterie ging an ein neu gegründetes Start-up in Umkirch - die Storion Energy GmbH. Diese hat als Gesellschafter die Firma ITN Energy Systems in den USA, die dort bereits mehrere Projekte mit Redox-Flow-Batterien erfolgreich realisiert hat. Ferner die Firma Knoll Feinmechanik in Umkirch, die als mittelständisches Unternehmen im Bereich Anlagen- und Maschinenbau unterwegs ist. Der Spezialcontainer für die Batterie stammt von einer Fachfirma aus Höchenschwand im Schwarzwald; die Wechselrichter von Trumpf-Hüttinger aus Freiburg. So fand rund 70 % der Wertschöpfung in der Region Freiburg statt.