Technologie

Vanadium Redox Flow Speicher: China geht voran

Vanadium Redox Flow Batterien: In China
Vanadium-Probebohrung.
Bild: Vanadium Resources

[Vanadium Resources | red] Vanadium Redox Flow Batterien sind als große Energiespeicher das Mittel, um Energie aus Wind und Sonne zu speichern. Während in Deutschland nach wie vor die Meinung verbreitet wird, nachts und bei Windstille gingen in Deutschland die Lichter aus, nutzt China diese innovative Technologie bereits kommerziell: Dort ging bereits Mitte Oktober die erste Anlage ans Netz. Weitere Energiespeicher auf Basis von Vanadium befinden sich im Bau.

Deutschland steckt mitten in einer von vergangenen Regierungen ,verbockten’ Energiekrise. Die einseitige Abhängigkeit beim Gas von Russland, der überhastete Ausstieg aus der Atomkraft und die bürokratische Blockade des Ausbaus Erneuerbarer Energien kosten die deutsche Volkswirtschaft Milliardenbeträge und gefährden gleichzeitig die Zukunft energieintensiver Branchen. In den USA werden bereits Stimmen lauter, die Deutschland als Investitionsstandort für eine ganze Reihe von Industrien künftig ausklammern wollen, sollten die grundlegenden Energieprobleme nicht zügig gelöst werden.

Eine Lösung ist die Energieproduktion aus Wind- und Solarstrom. Der Wind an der Küste weht intensiv, und die Sonne scheint nicht nur in Hitzesommern wie 2022 reichlich. Problem schien bisher die Zwischen-Speicherung der Energie aus erneuerbaren Quellen zu sein. Eine der Möglichkeiten ist Wasserstoff als Energieträger. Darüber hinaus aber entwickeln Forscher und Unternehmer seit gut drei Jahrzehnten Redox Flow-Batterien als große Energiespeicher, die gleich in mehrfacher Hinsicht als praktikable Lösung gelten können: Sie sind deutlich sicherer als Lithium-Ionen-Batterien, können 15.000 bis 20.000 Mal geladen werden und haben eine lange Lebensdauer. Zwar existieren seit gut einem Jahrzehnt kleinere Speicher als Forschungsanlagen oder Pufferbatterien für Windkraftanlagen, beispielsweise im Bürgerwindpark Braderup oder auf Pellworm. Doch der großvolumige Einsatz erscheint noch in weiter Ferne.

Vanadium Redox Flow Batterien: In China

Speichermodule. Bild: Dalian Institute of Chemical Physics (DICP)

In anderen Erdteilen ist man da weiter, in Japan und den USA etwa – oder in China. Dort entwickelte das erste chinesische Forschungsinstitut in den späten 1990er Jahren einen Prototyp, nun beginnt die Kommerzialisierung mit breiter Anwendung der Technologie. Nach einem Bericht des Industriejournals PV Magazine hat das Energieversorgungs-Unternehmen Dalian Rongke Power ein 100 MW (400 MWh) Redox Flow Batteriespeicher-System ans Stromnetz in Dalian, Provinz Liaoning, angekoppelt und Mitte Oktober den Betrieb gestartet. Das Speichersystem, entwickelt von einem Institut der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, kann bei Bedarf auf die doppelte Kapazität erweitert werden: Bis zu 800 MWh wären genug, um rund 200.000 Einwohner gleichmäßig zu versorgen.

Und das ist erst der Anfang. Ende September 2021 begnn der Bau einer 100 MW (500 MWh) Vanadium Flow Batterie in Xiangyang, Provinz Hubei, in diesem Jahr folgte der Baugebinn am ersten Gigawatt Vanadium-Energiespeicher in der Provinz Xinjiang – schon Ende kommenden Jahres soll der ans Energienetz angeschlossen werden. Und auch in der Provinz Hunan werden knapp 100 Mio. Dollar in einen entsprechenden Speicher investiert.

Neben dem Bau von Energiespeichern setzt China auch massiv auf einen Ausbau der Verarbeitung von Vanadium. Hier schließen sich Unternehmen zusammen und bauen Kapazitäten aus. Auf der Rohstoffseite will das Land  – wie schon bei Lithium für die Versorgung von Elektroautobatterien – keine Fehler machen. Bei Lithium müssen etwa 65 Prozent des Bedarfs importiert werden. Dementsprechend beteiligen sich die Unternehmen des Landes an zahlreichen Projekten auf der ganzen Welt, um das Material zu sichern.

Bei Vanadium sieht die Lage anders aus. China und Russland stehen heute zusammen für 78 Prozent der globalen Vanadium-Versorgung. China war bis vor wenigen Jahren Exporteur, 85 Prozent des Materials gehen in die Stahlindustrie. Doch der Anteil der Batterien aus Vanadium soll binnen weniger Jahre auf 15 bis 25 Prozent wachsen. China braucht daher das Material selbst und scheidet als Exporteur für den Weltmarkt sukzessive aus. Auch deshalb befindet sich Vanadium auf der Liste der kritischen Metalle der EU und der USA. Vanadium fällt bei vielen Minen nur als Nebenprodukt an, reine Vanadium-Lagerstätten sind auf dem Globus rar gesät.

Doch es gibt sie. So hat das australisch-südafrikanische Bergbauunternehmen Vanadium Resources das Steelpoortdrift-Projekt in Südafrika entwickelt (großes Bild oben). Das Timing scheint perfekt angesichts des starken Wachstums auf der Nachfrageseite. Zumal der Westen die Abhängigkeit bei Rohstoffen von „nicht befreundeten“ Ländern reduzieren möchte. Das Unternehmen befindet sich gewissermaßen auf der Zielgeraden und legte kürzlich die endgültige Machbarkeitsstudie (DFS) für Abbau und Betrieb vor. Demnach kommt Steelpoortdrift auf einen Kapitalwert (Net Present Value) von 1,2 Mrd. US-Dollar. Insgesamt soll dort (vorerst) über 25 Jahre ein jährlicher Free Cashflow von 152 Mio. US-Dollar erwirtschaftet werden. Die Investitionskosten in Höhe von 211 Mio. US-Dollar könnten dieser Rechnung binnen 27 Monaten zurückverdient werden – dabei sind zusätzliche Einnahmen durch Beiprodukte wie Titandioxid noch nicht berücksichtigt.