Dies wird die Nachfrage nach Langzeit-Energiespeichertechnologien (LDES) ankurbeln, die Energie über längere Zeiträume von mehr als sechs Stunden wirtschaftlich bereitstellen können.
Obwohl die Kosten für Lithium-Ionen-Batteriespeichersysteme (BESS) weiter sinken, können diese Technologien ihre Speicherkapazität nicht von ihrer Leistung entkoppeln. Reaktive Batteriespeicher (RFBs) hingegen können dies, indem sie das Elektrolytvolumen zur Erhöhung der Speicherkapazität und die Zellstapel zur Erhöhung der Leistung unabhängig voneinander skalieren. Theoretisch können sie bei längeren Anwendungen im Vergleich zu Lithium-Ionen-BESS geringere Investitionskosten (US$/kWh) erzielen. Darüber hinaus verstärken nicht-vanadiumbasierte chemische Systeme – wie organische oder eisenbasierte Systeme –, die reichlich vorhandene Materialien oder kostengünstiger herzustellende Elektrolyte nutzen, das Potenzial von RFBs als kostengünstigere Technologie auf lange Sicht.
Kürzlich installierte Redox-Flow-Batterieprojekte. Quelle: IDTechEx.
Anwendungen in Rechenzentren und der Aufstieg der KI:
Neben der zukünftigen Nachfrage nach LDES und angesichts des Booms der künstlichen Intelligenz (KI) können Redox-Flow-Batterien (RFBs) auch zur Unterstützung von Rechenzentren eingesetzt werden. IDTechEx hat mehrere wichtige RFB-Projekte für Rechenzentren in Europa und den USA identifiziert.
RFBs können zur Dekarbonisierung von Rechenzentren beitragen, indem sie Dieselgeneratoren als unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) ersetzen, variable Rechenlasten bewältigen und Spitzenlasten im Stromnetz reduzieren. Die Verwendung nicht brennbarer Elektrolyte und die verstärkte Überprüfung der Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien nach den jüngsten Großbränden stellen ein wichtiges Wertversprechen für RFB-Entwickler dar.
Weitere Vorteile sind die Wiederverwertbarkeit des Elektrolyten und niedrigere Speicherkosten (LCOS) bei Anwendungen mit langer Lebensdauer. Diese Faktoren werden den RFB-Markt zwischen 2026 und 2036 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 27 % wachsen lassen.
Jüngstes Marktwachstum:
Der Markt für Redox-Flow-Batterien (RFB) hat in den letzten Jahren im Vergleich zum Zeitraum vor 2023 ein signifikantes Wachstum verzeichnet. Der Marktführer Rongke Power hat mehrere Projekte im Bereich von mehreren hundert Megawattstunden (MWh) bis hin zu Gigawattstunden (GWh) realisiert. Andere bedeutende Unternehmen wie Sumitomo Electric Industries, Invinity Energy Systems und CellCube haben ihre Vanadium-Redox-Flow-Batterien kontinuierlich eingesetzt, ihre Geschäftstätigkeit ausgebaut und Partnerschaften entlang der Lieferkette geschlossen.
Auch die Finanzierungslage ist bemerkenswert: IDTechEx gibt an, dass Unternehmen im RFB-Sektor insgesamt über eine Milliarde US-Dollar an Kapital eingeworben haben – eine beachtliche Summe für eine Technologie, die mit der dominanten Lithium-Ionen-Speichertechnologie konkurriert.
Politische Maßnahmen und Programme zur Wachstumsförderung:
Obwohl Redox-Flow-Batterien (RFBs) in letzter Zeit ein signifikantes Wachstum verzeichnet haben, sind sie im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien aufgrund der hohen Kosten vanadiumbasierter Technologien (VRFB) weiterhin gering.
Programme und politische Maßnahmen wie
der „One Big Beautiful Bill Act“ (OBBBA) in den USA und
das britische Cap & Floor Scheme
sowie von der California Energy Commission (CEC) geförderte Projekte
werden entscheidend für die Entwicklung der westlichen Märkte für RFBs und Niedrigenergiespeicher (LDES) sein.
Redox-Flow-Batterie-Chemie:
VRFBs sind die am weitesten verbreitete und am besten erforschte Technologie. Im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien weisen sie jedoch aufgrund des Einsatzes des kritischen Minerals Vanadium eine geringere Energiedichte und höhere Kosten bei Anwendungen mit kurzer Lebensdauer auf.
Daher ist das Interesse an alternativen, nicht auf Vanadium basierenden chemischen Systemen gestiegen, wie zum Beispiel:
Organische
Systeme, Reines Eisen (All-Iron),
Eisen-Vanadium (Fe-V),
Eisen-Chrom (Fe-Cr),
Eisen-Zink (Fe-Zn),
Eisen-Wasserstoff (Fe-H),
Mangan,
CO₂,
Salzwasser,
Mikroemulsionen.
Um auf dem globalen Markt wettbewerbsfähig zu sein, wird es neben einer hohen Leistung in Bezug auf Energiedichte, Effizienz, Leistung und Systemlebensdauer entscheidend sein, reichlich vorhandene und kostengünstige Materialien mit zugänglichen Lieferketten zu verwenden.
Kürzlich installierte Redox-Flow-Batterieprojekte. Quelle: IDTechEx.
Innovationen bei Komponenten und Materialien:
Flussbatterien sind komplexe Systeme, ähnlich wie Brennstoffzellen oder Elektrolyseure. Ihre Leistung hängt von
Elektrolyt,
Zellstapel und
den übrigen Systemkomponenten ab.
Innovationen bei Elektroden und Bipolarplatten werden entwickelt, um die Leistungsdichte zu verbessern. Auch ein Ausbau der Produktionskapazitäten für Vanadium-Elektrolyte und neue Lieferkettenallianzen sind zu beobachten.
Autor: Conrad Nichols, leitender Technologieanalyst
