Europa will nachziehen
Doch Europa will keine Abhängigkeit von Fernost und formiert sich gerade. Um die Batterien der Zukunft zu entwickeln, haben Partner aus Wissenschaft und Industrie aus Ländern der EU die milliardenschwere Forschungsinitiative „Battery 2030+“ auf den Weg gebracht. Die beteiligten Forschungsinstitutionen und Unternehmen veröffentlichten bereits eine Roadmap und identifizierten drei Hauptforschungsrichtungen: „Wir wollen die Suche nach neuen Materialien und dem richtigen Materialmix beschleunigen, neuartige Funktionen auf den Weg bringen sowie Herstellungs- und Recyclingkonzepte etablieren“, so Professor Maximilian Fichtner, stellvertretender Direktor am Helmholtz-Institut Ulm und wissenschaftlicher Sprecher des Zentrums für Elektrochemische Energiespeicherung Ulm-Karlsruhe.
Doch noch dominiert jene 30 Jahre junge Lithium-Ionen-Batterie, die wie ehedem auf sozial unverträglichem Kobalt und auf Graphit aufbaut. Und wie schon gesagt, die daran gekoppelte bescheidene Lebensdauer fördert nicht gerade die nachhaltige Energiewende im Heizungsbereich. Zur Umweltverträglichkeit der elektrochemischen Stromspeicher ist generell noch zu sagen, dass Kritiker einer Batteriefizierung immer wieder einen x-hundertfach höheren Energieverbrauch bei der Herstellung von Stromzellen gegenüber ihrem Energieinhalt anführen. Das gilt nur für nicht aufladbare Speicher. Lassen sich Akkumulatoren ein paar tausendmal nachfüllen, sieht dieses Verhältnis gesund aus. Indes macht dieser Punkt deutlich, wie wesentlich eine Maximierung der Zyklenzahl ist.
Darauf geht auch ein aktueller Entwurf eines Rechtsrahmens des Europäischen Parlaments zur Nachhaltigkeit von Batterien ein. Der Entwurf hat den gesamten Lebenszyklus einschließlich des Recyclings im Blick. Für Kobalt, Blei, Lithium und Nickel strebt er ab 2025 bzw. 2030 hohe Wiedergewinnungsgrade an. Ferner schlägt die Kommission die CO2-Kennzeichnung von Industriebatterien und Traktionsbatterien (Antriebsbatterien) mit internem Speicher vor und Quoten für die Sammlung und das Recycling von Batterien in der EU. Dazu soll ein digitaler „Battery-Passport“ eingeführt werden.
Viele Schritte
Verschiedene Veröffentlichungen in Fach- und Publikumsmedien sehen in E-Fuels als indirekte Form der Elektrifizierung ein Zaubermittel, das sämtliche momentanen Weichen umstellen könnte. Von der Auferstehung des Verbrennungsmotors ist die Rede, von der Konkurrenz zum Elektroauto und zur Wärmepumpe – was bereits bei einigen potentiellen Anwendern zu einer umweltschädlichen Abwarte-Haltung führt. Konkurrenz zur Wärmepumpe? E-Fuels sind künstliche Sekundärenergieträger aus Strom, Wasser und Kohlendioxid. Der Solar-/Windstrom muss das Wasser spalten und das CO2 mit ähnlichen Verlusten, wie sie bei der Elektrolyse anfallen, aus der Luft gefiltert werden. Diese zweite Station läuft in der Branche unter der Bezeichnung „DAC“ für „Direct Air Capture“, für Technologien zur Abscheidung von Kohlendioxid aus der Atmosphäre für etwa Power-to-X-Prozesse (PtX) oder zur Erzielung „negativer Emissionen“. Damit ist die CO2-Entnahme aus der Atmosphäre gemeint. Ein Syntheseprozess schließt sich dem DAC an, der mit einem Wirkungsgrad von kleiner 1,0 ein Rohöl aus Kohlendioxid und Wasserstoff zusammenfügt. Einen Anteil davon destilliert der nächste Prozessschritt zu E-Fuel. Ein energieverbrauchendes Transportsystem schließlich beliefert den Besteller. Der verfeuert mit weiteren zehn Prozent Abstrichen den Rest in seinem Ex-Ölkessel. Der Gesamtwirkungsgrad Windstrom via E-Fuel zu Wärme dürfte bei 20 oder 25 Prozent liegen.
Die Alternative ist die, dass über die ohnehin vorhandene Stromleitung purer Solar-/Windstrom ohne jegliche Behandlung direkt in die Wärmepumpe fließt und dort mit dem Faktor 4 Wärme generiert. Die Kilowattstunde E-Fuel-Wärme dürfte damit im Minimum das Fünfzehnfache gegenüber der Kilowattstunde Wärmepumpen-Wärme kosten. Das zur Konkurrenzsituation und zur Effizienz.
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