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Jan 10, 2024

Schwellenländer nutzen die Kraft von Salzwasserbatterien

Da die Schwellenländer versuchen, ihre Energiewende durch Wachstum zu beschleunigen

Während Schwellenländer versuchen, ihre Energiewende durch die Erhöhung der Solar- und Windkraftkapazität zu beschleunigen, könnten jüngste technologische Fortschritte, die Natrium aus Salzwasser nutzen, einen entscheidenden Durchbruch bei der Batteriespeicherung bedeuten.

In den letzten Monaten haben Start-ups und Forscher erstmals Salzwasserbatterietechnologien vorgestellt, die eine günstigere Kapazität zur Speicherung variabler Solar- und Windenergie in großem Maßstab versprechen – eine Entwicklung, die dazu beitragen könnte, die weltweite Abhängigkeit von Lithium zu verringern.

Im Januar stellte das in den USA ansässige Technologie-Startup Salgenx eine Salzwasser-Durchflussbatterie vor, die zur eigenständigen Speicherung erneuerbarer Energie sowie zum Antrieb von Bewässerungspumpen in der Landwirtschaft, zur Bewässerung oder Beleuchtung von Gewächshäusern, Ölbrunnenpumpen und Telekommunikationstürmen verwendet werden kann.

Die Technologie arbeitet mit zwei separaten Tanks mit flüssigen Elektrolyten, von denen einer Salzwasser und der andere sein proprietärer Elektrolyt ist. Durch die Zirkulation der beiden Flüssigkeiten kann die Batterie die Stromzufuhr und -abgabe regulieren.

Unterdessen gaben Forscher der Universität Sydney in Australien im Dezember 2022 bekannt, dass sie auch eine Natrium-Schwefel-Batterie mit der vierfachen Speicherkapazität von Lithium-Ionen-Batterien entwickelt haben.

Durch die Veränderung von Elektroden zur Verbesserung der Reaktivität von Schwefel entwickeln Wissenschaftler in Australien und den USA Lösungen, um den Strombedarf aufstrebender Märkte zu decken und gleichzeitig dazu beizutragen, einen Markt für konkurrierende Technologien zu schaffen, der Verbrauchern auf der ganzen Welt helfen kann.

Laut dem Marktforschungsunternehmen Business Research Insights lag der weltweite Markt für Meerwasserbatterien im Jahr 2021 bei 4 Mio. US-Dollar, wird aber voraussichtlich eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 37,1 % verzeichnen und bis 2028 36 Mio. US-Dollar erreichen.

Während frühere Energiewende eine vorherrschende Energiequelle durch eine andere ersetzte – zum Beispiel wurde Holz im 19. Jahrhundert durch Kohle und Kohle durch Öl im 20. Jahrhundert ersetzt – bietet der heutige Übergang aus mehreren Quellen und mehreren Technologien verschiedene Optionen für saubere Energie für unterschiedliche Zwecke Geographien.

In diesem Fall wird die Nutzung von Salzwassertechnologien positive Auswirkungen auf die vielen Schwellenländer haben, die über ausreichenden Zugang zu Küstengewässern verfügen – und insbesondere auf die sich entwickelnden Inselstaaten, die am stärksten vom Klimawandel betroffen sind.

Aus diesen Gründen ist es vielleicht nicht überraschend, dass einem kolumbianischen Start-up-Unternehmen, E-Dina, der erste Durchbruch in dieser Technologie gelang. Im Jahr 2021 stellte E-Dina WaterLight vor, eine kabellose Lampe, die aus 500 ml Salzwasser – oder sogar Urin – 45 Tage lang ununterbrochenes Licht erzeugen kann, indem sie eine Reaktion mit dem Magnesium im Gerät auslöst, die Wasserstoffgas abgibt.

Da die Zahl der Menschen auf der ganzen Welt, die ohne Strom leben, laut der Internationalen Energieagentur im Jahr 2022 um fast 20 Millionen steigt, könnte ein solches Gerät einen großen Beitrag zur Bekämpfung der Energiearmut leisten, insbesondere in Afrika.

Die jüngsten Durchbrüche in der Salzwasserbatterietechnologie bieten jedoch netzfernen Gemeinden die Möglichkeit, großflächige erneuerbare Batteriespeicherkapazitäten zu entwickeln, indem sie die Reaktivität von Schwefel nutzen.

Das Salgenx-Design ist skalierbar, wobei das Unternehmen Konfigurationen mit 250 kW, 3 MWh, 6 MWh, 12 MWh und 18 MWh anbietet. Am wichtigsten ist, dass es keine Membran gibt – was bei den meisten Redox-Flow-Batterien der Fall ist –, was die Anschaffungs- und Wartungskosten senkt.

Ein weiterer entscheidender Vorteil von Salzwasserbatterien für energieimportierende Märkte besteht darin, dass sie nicht mehr auf immer komplexere Lithium-Lieferketten angewiesen sind.

Im vergangenen Jahr konzentrierten sich Hersteller von Lithium-Ionen-Batterien auf das sogenannte Lithium-Dreieck Lateinamerikas aus Argentinien, Bolivien und Chile, das über 53 % der weltweiten Lithiumreserven verfügt. Dies hat dazu geführteine Welle der Handelsdiplomatie, unterstützt durch öffentlich-private Partnerschaften, um Lateinamerika als Zentrum der globalen Lithiumversorgung für die kommenden Jahrzehnte zu positionieren.

Angesichts der Gefahr von Lieferkettenunterbrechungen und der Tatsache, dass 60 % der weltweiten Lithiumraffinierung und -verarbeitung auf China entfallen, stellen herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien ähnlich wie Kohlenwasserstoffe Versorgungsunsicherheiten dar, da die Importländer letztendlich von Exporteuren und Raffinerien abhängig sind.

So wie saubere Energietechnologien zwei der mächtigsten Naturkräfte des Planeten – Sonne und Wind – genutzt haben, eröffnet die Nutzung der Ozeane und ihres wertvollen Natriums eine weitere Möglichkeit für Schwellenländer, nachhaltige heimische Lösungen für Energie- und Klimaherausforderungen zu entwickeln.

Salzwasserbatterien sind die jüngsten in einer Welle neuer Entwicklungen, die eine sogenannte blaue Energiewirtschaft schaffen, die darauf abzielt, Meeresressourcen nachhaltig zu nutzen, um Wachstum voranzutreiben, Arbeitsplätze zu schaffen und lebenswichtige Meeresökosysteme zu schützen.

Das US-amerikanische Unternehmen für saubere Energie Tesla Energy nutzt Powerwall-Batterien und Solarmodule, um in Küstengemeinden Kenias Salzwasser in Trinkwasser umzuwandeln.

Unterdessen bauen die Seychellen derzeit das weltweit größte schwimmende Salzwasser-Solarkraftwerk, dessen Fertigstellung bis Ende dieses Jahres erwartet wird. Die Anlage wird eine Kapazität von 5,8 MW ins Netz einspeisen können und ist Teil der Verpflichtung des Landes, seine Klimaziele zu erreichen.

Die Seychellen waren im Jahr 2018 weltweit Vorreiter bei der Verwendung von Blue Bonds und sammelten 15 Millionen US-Dollar, um die nachhaltige Entwicklung der Meeresressourcen und anderer Ressourcen zu unterstützenSüd- und ostafrikanische Länder versuchen, Blue Bonds zum Bau der sogenannten Großen Blauen Mauer zu nutzen, um ihre Meeresökosysteme zu schützen.

Ein weiterer zu überwachender Bereich ist die neue Technologie zur Herstellung von Wasserstoff aus Meerwasser, die sich derzeit in der Testphase befindet. Im Dezember 2022 gaben Wissenschaftler in China einen ähnlichen Durchbruch beim Testen eines dualen Entsalzungs-Elektrolyse-Geräts bekannt, das Wasserstoffgas aus Salzwasser erzeugt.

Im September 2022 erhielt das französische Klimatechnologie-Start-up Sweetch Energy von den französischen Industriepartnern EDF Hydro und CNR sowie den Risikokapitalfirmen Go Capital, Demeter Investment Managers und Future Positive Capital 6 Millionen Euro für die Produktion von Strom aus Salzwasser.

Von der Oxford Business Group

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