Aluminiummetall als Energieträger für die saisonale Energiespeicherung (ALU-STORE)

Projektbeschreibung

Auf dem Weg zu einer auf Kreislaufwirtschaft ausgerichteten nachhaltigen Zukunft ist die effiziente Nutzung und Wiederverwertung von Energiematerialien eine Voraussetzung für die künftige Entwicklung eines völlig treibhausgasfreien Energiesystems. In diesem Zusammenhang sind in letzter Zeit reichlich vorhandene Metalle mit hoher volumetrischer Energiedichte und geringem Versorgungsrisiko wie etwa Aluminium, Eisen, Natrium usw. in das Blickfeld der Wissenschaft gerückt. Sie könnten kritische Materialien (z. B. Lithium, Kobalt, Nickel, Naturgraphit, Kupfer usw.) ersetzen, die das Rückgrat heutiger Energiespeichertechnologien, insbesondere von Batterien, bilden. Unter allen Metallen ist Aluminium einer der vielversprechendsten Energieträgerkandidaten, der die größte volumetrische Energiedichte, theoretisch ein völlig kohlenstofffreies Produktionspotential und eine 100%ige Recycelbarkeit bietet. In diesem Sinne konzentriert sich das Projekt ALU-STORE hauptsächlich auf das Potenzial zur Nutzung der maximalen Energiespeicherkapazität von Aluminium über den elektrochemischen Energieumwandlungspfad. Es zielt darauf ab, die Machbarkeit der Verwendung von Aluminium als Energieträger und Speichermedium für die saisonale Energiespeicherung in einem breiten Spektrum von Speicherdauern experimentell zu demonstrieren. Damit kann der Bedarf an Energiespeichern gedeckt werden, der zum Ausgleich der fluktuierenden und intermittierenden Energieerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen benötigt wird.

Ziele des Projektes sind:

  • der experimentelle Nachweis der effizienten elektrochemischen Energieumwandlung unter Verwendung einer Aluminiumkathode,
  • die Bewertung der Nachhaltigkeit der Lebenszyklusphasen (z. B. Materialherstellung, -verwendung und -recycling) sowie
  • die Überprüfung der Durchführbarkeit des gesamten aluminiumbasierten Energiespeicherkonzepts unter Berücksichtigung aller beteiligten Akteure.

Im Mittelpunkt von ALU-STORE steht ein neues energiewirtschaftliches Paradigma mit hohen gesellschaftlichen Auswirkungen, Sektorkopplung, Bereitstellung zusätzlicher Flexibilität und damit Stärkung der erneuerbaren Energien. Der Ansatz der Ökobilanzierung soll direkt in die Technologieentwicklung integriert werden, beginnend bei den niedrigen technologischen Entwicklungsstufen (Technology Readiness Level, TRL). Darüber hinaus ist das ITAS als Projektpartner in alle technologischen Entwicklungsstufen eingebunden, um die technisch-wirtschaftliche Machbarkeit sowie die ökologischen Nachhaltigkeitsaspekte der vorgeschlagenen aluminiumbasierten Energiespeichertechnologie zu bewerten.

Kontakt

Dr. Manuel Baumann
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS)
Postfach 3640
76021 Karlsruhe

Tel.: 0721 608-23215
E-Mail