Wie funktioniert eine Redox-Flow Batterie?

Ziele des Projekts am Stern von Laufenburg.

• Netzstabilität: Wetterbedingte Engpässe bei der Stromproduktion auszugleichen.
• Stromhandel: Überschüssigen Strom effizient zu speichern und am Stromhandel teilzunehmen.
• Nachhaltigkeit: Einen Beitrag zur Energiewende zu leisten, indem erneuerbare Energien besser integriert werden.

Dimensionen.

Die Batterie wird eine Kapazität von mindestens 1,2 Gigawattstunden haben und über zwei Stunden eine Leistung von 500 Megawatt bereitstellen können. Mit 960 Tanks und 260 Millionen Litern Elektrolytflüssigkeit wird sie die weltweit grösste ihrer Art sein. Das Projekt am Stern von Laufenburg ist ein Meilenstein für die europäische Energieinfrastruktur und zeigt, wie innovative Technologien zur Lösung globaler Herausforderungen beitragen können. 

Entwicklung der Redox-Flow-Batterie.

Die Entwicklung der Redox-Flow-Batterie am Netzknotenpunkt Stern von Laufenburg ist ein faszinierendes Beispiel für technologische Innovation und strategische Planung. Die Idee entstand aus der Notwendigkeit, das europäische Stromnetz zu stabilisieren und die Integration erneuerbarer Energien zu verbessern. Der Stern von Laufenburg, ein einzigartiger Netzknotenpunkt, an dem 41 Grenzleitungen aus Deutschland, Frankreich und der Schweiz zusammenlaufen, wurde als idealer Standort identifiziert. 

Das Unternehmen FlexBase plante den Batteriespeicher, der mindestens 1,2 Gigawattstunden Kapazität und eine Leistung von 500 Megawatt bieten soll. Die Batterie wurde so konzipiert, dass sie Energie in flüssigen Elektrolyten speichert, was eine flexible Erweiterung der Kapazität ermöglicht. Die Tanks für die Elektrolyte wurden auf eine Gesamtmenge von 260 Millionen Litern ausgelegt.

Die Entwicklung der Redox-Flow-Batterie war ein ambitioniertes Projekt, das mit einer Vielzahl von Herausforderungen verbunden war. Die Redox-Flow-Technologie ist im Vergleich zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien weniger verbreitet. Die Skalierung auf eine Kapazität von mindestens 1,2 Gigawattstunden und die Integration von 960 Tanks mit insgesamt 260 Millionen Litern Elektrolytflüssigkeit erforderten innovative Ansätze. Der Stern von Laufenburg, ein zentraler Netzknotenpunkt in Europa, bietet durch seine 41 Grenzleitungen eine einzigartige Möglichkeit zur Netzstabilisierung. Dennoch stellt die direkte Anbindung an das europäische Stromnetz technische und logistische Herausforderungen dar. Die Redox-Flow-Batterie verwendet keine seltenen Materialien wie Lithium oder Kobalt, was sie nachhaltiger macht. Deshalb mussten geeignete Elektrolyte entwickelt werden, die sowohl effizient als auch umweltfreundlich sind. Die Batterie soll nicht nur wetterbedingte Engpässe ausgleichen, sondern auch am Stromhandel teilnehmen und ein angrenzendes Rechenzentrum mit Energie versorgen. Die langfristige Planung und Anpassungsfähigkeit der Technologie waren daher essenziell.

Die Redox-Flow-Technologie basiert auf flüssigen Elektrolyten, die Energie speichern. Es wurde daran gearbeitet, die Effizienz und Stabilität dieser Flüssigkeiten zu verbessern, um eine höhere Energiedichte und längere Lebensdauer zu gewährleisten. Mit 960 Tanks und einer Kapazität von 260 Millionen Litern Elektrolytflüssigkeit ist die Skalierung ein zentrales Problem. Durch innovative Designlösungen konnte die Speicherkapazität erhöht werden, ohne die Betriebssicherheit zu gefährden. Der direkte Anschluss an die 41 Grenzleitungen des europäischen Stromnetzes stellt ebenfalls eine Herausforderung dar. Technische Anpassungen und präzise Steuerungssysteme wurden entwickelt, um Verluste zu minimieren und eine reibungslose Integration zu gewährleisten. Im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien ist die Redox-Flow-Technologie weniger brandgefährlich. Dennoch mussten Sicherheitsprotokolle und Überwachungssysteme implementiert werden, um den Betrieb bei dieser Grössenordnung sicherzustellen. Die Batterie verwendet keine seltenen oder umweltschädlichen Materialien wie Lithium oder Kobalt. Es wurden umweltfreundliche Alternativen entwickelt, die sowohl leistungsstark als auch nachhaltig sind.

Technologische Innovation.

Die Redox-Flow-Technologie wurde gewählt, da sie keine seltenen Materialien wie Lithium oder Kobalt benötigt und eine hohe Lebensdauer bietet. Zudem ist die Brandgefahr im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien deutlich geringer. Die Batterie wurde so entwickelt, dass sie wetterbedingte Schwankungen ausgleichen und überschüssigen Strom aus erneuerbaren Energien speichern kann.

Bau und Umsetzung.

Der Bau der Batterie beginnt Anfang 2025. Die Anlage umfasst 960 Tanks und ein Gebäude, das 240 Meter lang, 80 Meter breit und 30 Meter hoch ist. Das Gebäude ist zusätzlich 25 Meter in den Untergrund gebaut. Auch dies war eine enorme Herausforderung. Die Koordination von Ressourcen und die Einhaltung von Zeitplänen sind deshalb entscheidend. Zusätzlich wird ein KI-Rechenzentrum integriert, das hauptsächlich mit Grünstrom betrieben wird. Die Bauarbeiten wurden unter Berücksichtigung strenger Umweltauflagen durchgeführt. Die endgültige Inbetriebnahme ist für 2028 geplant. 

Vorteile der Redox-Flow-Batterie.

Durch ihre Kapazität von mindestens 1,2 Gigawattstunden kann die Batterie wetterbedingte Schwankungen bei der Stromproduktion ausgleichen und so das europäische Stromnetz stabilisieren. Im Gegensatz zu Lithium-Ionen-Batterien benötigt die Redox-Flow-Technologie keine seltenen Rohstoffe wie Lithium oder Kobalt. Dies macht sie umweltfreundlicher und nachhaltiger. Die Batterie ist nicht brennbar und hat eine geringere Brandgefahr im Vergleich zu herkömmlichen Batteriesystemen. Redox-Flow-Batterien zeichnen sich durch eine hohe Lebensdauer aus, da sie nicht so schnell degradiert wie andere Batterietypen. Die Speicherkapazität kann durch das Vergrössern der Tanks einfach erweitert werden, was die Technologie besonders anpassungsfähig macht. Neben der Netzstabilisierung kann die Batterie am Stromhandel teilnehmen und überschüssigen Strom speichern. 

Wie erfolgt die Herstellung der Redox-Flow-Batterie?

Die Batterie basiert auf Redox-Flow-Aggregaten, die Energie in flüssigen Elektrolyten speichern. Um die geplante Kapazität von mindestens 1,2 Gigawattstunden zu erreichen, werden 960 Tanks mit insgesamt 260 Millionen Litern Elektrolytflüssigkeit errichtet. Die Speicherkapazität kann durch einfaches Vergrössern der Tanks erweitert werden. Das Gebäude, das die Batterie beherbergt, ist 240 Meter lang, 80 Meter breit und 30 Meter hoch. Es reicht zusätzlich 25 Meter in den Untergrund. Die Bauweise wurde speziell auf die Anforderungen der Batterie abgestimmt. Die 41 Grenzleitungen ermöglichen eine direkte Anbindung an das europäische Stromnetz - ohne Verlustleistung. 

Technische Daten.

• Kapazität: Mindestens 1,2 Gigawattstunden (GWh)
• Leistung: 500 Megawatt (MW) für über zwei Stunden
• Tanks: 960 Tanks mit insgesamt 260 Millionen Litern Elektrolytflüssigkeit
• Gebäudegrösse: 240 Meter lang, 80 Meter breit, 30 Meter hoch, zusätzlich 25 Meter in den Untergrund reichend
• Technologie: Redox-Flow-Aggregate, die Energie in zwei flüssigen Elektrolyten speichern
• Materialien: Keine seltenen Rohstoffe wie Lithium oder Kobalt, was die Batterie nachhaltiger macht
• Sicherheitsmerkmale: Nicht brennbar und geringere Brandgefahr im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien
• Investition: Das Projekt wird auf mehrere Milliarden Schweizer Franken geschätzt
  
  

Wer sind die Investoren?

Das Technologieunternehmen FlexBase ist der Hauptentwickler und Investor des Projekts. Sie sind für die Planung und Umsetzung der Batterie verantwortlich.

Finanzierung durch KMUs und Privatinvestoren.

FlexBase hat bekannt gegeben, dass die Finanzierung des Projekts durch kleine und mittlere Unternehmen (KMUs) sowie Privatinvestoren aus Deutschland, der Schweiz und Österreich erfolgt. Diese dezentrale Finanzierung unterstreicht das breite Interesse an nachhaltigen Energiespeicherlösungen.

Anwendungen der Redox-Flow-Batterie.

Netzstabilisierung.

Die Batterie gleicht wetterbedingte Schwankungen bei der Stromproduktion aus und sorgt so für eine stabile Energieversorgung im europäischen Stromnetz.

Speicherung erneuerbarer Energien.

Überschüssiger Strom aus Wind- und Solaranlagen kann in der Batterie gespeichert und bei Bedarf wieder ins Netz eingespeist werden.

Teilnahme am Stromhandel.

Die Batterie ermöglicht es, Strom zu speichern und zu günstigen Zeiten zu verkaufen, was die Wirtschaftlichkeit erneuerbarer Energien erhöht.

Energieversorgung eines Rechenzentrums.

Ein angrenzendes KI-Rechenzentrum wird durch die Batterie mit nachhaltiger Energie versorgt, was den Betrieb umweltfreundlicher macht.

Erweiterbarkeit und Flexibilität.

Die Technologie erlaubt eine einfache Skalierung der Speicherkapazität, um zukünftigen Anforderungen gerecht zu werden.

Künftige Märkte.

Europäischer Stromhandel.

Die Batterie kann überschüssigen Strom speichern und zu Spitzenzeiten wieder ins Netz einspeisen. Dies macht sie zu einem wertvollen Instrument für den Stromhandel in Europa.

Netzstabilisierung in Schwellenländern.

Länder mit instabilen Stromnetzen könnten von der Technologie profitieren, um Schwankungen auszugleichen und eine zuverlässige Energieversorgung zu gewährleisten.

Integration erneuerbarer Energien.

Mit dem globalen Ausbau von Wind- und Solarenergie wird die Nachfrage nach Speichersystemen steigen, die wetterbedingte Schwankungen ausgleichen können.

Industrielle Anwendungen.

Grosse Industrien, die auf eine stabile Energieversorgung angewiesen sind, könnten die Batterie nutzen, um Produktionsausfälle zu vermeiden und Energiekosten zu optimieren.

Rechenzentren und KI-Anwendungen.

Die Batterie kann als nachhaltige Energiequelle für Rechenzentren dienen, insbesondere für solche, die KI-Anwendungen betreiben und einen hohen Energiebedarf haben.

Regionale Energieautarkie.

Gemeinden und Regionen könnten die Batterie einsetzen, um ihre Energieversorgung unabhängiger von zentralen Stromnetzen zu gestalten.

Stromkäufer des Stroms der Redox-Flow-Batterie am Netzknotenpunkt Stern von Laufenburg.

Die Batterie nimmt aktiv am Stromhandel teil. Stromkäufer sind Energieversorger und Netzbetreiber, die überschüssigen Strom aus erneuerbaren Energien erwerben, um ihre Versorgung zu optimieren. Grosse Industrien, die eine stabile und nachhaltige Energieversorgung benötigen, könnten den Strom direkt von der Batterie beziehen. Ein angrenzendes KI-Rechenzentrum wird durch die Batterie mit Energie versorgt, was die Nachfrage nach nachhaltigem Strom in der Technologiebranche unterstreicht. Lokale Energieversorger könnten den Strom nutzen, um ihre Netze zu stabilisieren und wetterbedingte Schwankungen auszugleichen.

Disclaimer / Abgrenzung

Stromzeit.ch übernimmt keine Garantie und Haftung für die Richtigkeit und Vollständigkeit der in diesem Bericht enthaltenen Texte, Massangaben und Aussagen.

Titelbild RedoxFlow Batterie: mit freundlicher Genehmigung, © Copyright FlexBase.

Mehr Informationen zu FlexBase, 11.4.2025.

Das Projekt: Technologiezentrum.

FlexBase Service AG, Laufenburg, Schweiz.