Fraunhofer erforscht Aluminium-Ionen-Batterie als potentiellen Nachfolger der Lithiumtechnologie

Elektroauto-Akku-Fraunhofer-Aluminium-Ionen-Batterie

Copyright Abbildung(en): Fraunhofer THM / Maximilian Wassner

Die Prognosen sind sich einig: Sie alle sagen einen drastisch steigenden Bedarf an elektrischen Speichern für mobile und stationäre Anwendungen voraus. Um die Nachfrage zu decken, bedarf es erheblicher Anstrengungen bei der Weiterentwicklung etablierter Batteriesysteme. Gleichzeitig müssen verstärkt neuartige Materialsysteme, so genannte Post-Lithium-Systeme, in einem absehbaren Zeitraum zur Marktreife geführt werden, so das Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB in einer aktuellen Mitteilung.

Dabei bietet sich bei der Technologieentwicklung der große Vorteil, von Beginn an auf nachhaltige Zellkonzepte zu setzen. Diese berücksichtigen neben Sicherheits- und Kostenaspekten die Substitution kritischer Rohstoffe, ein recycling-gerechtes Design und weitere Anforderungen der Kreislaufwirtschaft. Eine vielversprechende Batterietechnologie dafür seien Aluminium-Ionen-Batterien, die am Fraunhofer-Technologiezentrum Hochleistungsmaterialien THM in Freiberg entwickelt werden.

Am THM erforscht die Arbeitsgruppe Batteriematerialien des Fraunhofer IISB seit etwa fünf Jahren eine Lithium-freie und Aluminium-basierte Zellchemie. Neben einer theoretisch vierfach höheren volumetrischen Energiedichte als metallisches Lithium biete das Batteriematerial Aluminium weitere handfeste Vorteile in der Praxis. In Lithium-Ionen-Zellen fungiert eine hochreine und beschichtete Aluminiumfolie als Stromsammler. In der Aluminium-Ionen-Batterie (AIB) übernimmt dagegen eine einfache Aluminiumfolie gleichzeitig die Funktion der Anode. Hierbei werden an das Aluminium keine besonderen Qualitätsanforderungen gestellt und marktübliche kostengünstige Folien reichen für den Zweck völlig aus. Ebenso bieten Aluminiumbatterien ein hohes Maß an Sicherheit, denn es gibt keine Brandgefährdung wie beim Einsatz von Lithium.

Eine Zellchemie mit Potential

Ulrike Wunderwald, Leiterin der Arbeitsgruppe Batteriematerialien des Fraunhofer IISB, berichtet über die vielversprechenden Entwicklungen: „In unseren Laborsystemen wurden mit Graphitpulver als Kathode bereits Energiedichten von 135Wh/kg in Bezug auf die Aktivmasse gezeigt. Die Batterie kann in einer Zeit von weniger als 30 Sekunden voll ge- und entladen werden. Der Prozess ist reversibel und wir haben mit den Laborzellen bereits mehr als 10.000 Zyklen mit einer Ladeeffizienz von mehr als 90 Prozent erreicht“. Die neuesten Ergebnisse der Forschenden zeigen, dass sogar noch mehr als doppelt so viele Ladezyklen möglich seien, was erheblich über dem liegt, was etablierte Lithium-Ionen-Batterien erreichen. „Unsere Zellen funktionieren dabei unter normalen Umgebungsbedingungen und wir arbeiten bereits mit anwendungs­relevanten Zellkonzepten wie Knopfzellen und Pouch-Zellen. Diese Zellchemie hat ein enormes Potential“, sagt Wunderwald.

Durch ihren vereinfachten Aufbau bieten Aluminium-Ionen-Batterien den Vorteil einer kostengünstigeren Fertigung mit reduziertem Prozessaufwand. Dabei ist Aluminium als Ressource unkritisch und muss als Batteriematerial noch nicht einmal von besonderer Qualität sein. Ebenso können in Aluminium-Ionen-Batterien günstige Elektrolyte auf der Basis von Harnstoff verwendet werden, wie aktuelle Forschungs­ergebnisse des Fraunhofer THM zeigen. Die nachgewiesene Schnellladefähigkeit bei hoher Zyklenstabilität und mit hoher Ladeeffizienz spricht für die elektrischen Eigenschaften dieser Zellchemie.

Die vergleichsweise geringen Gefährdungsrisiken, der Verzicht auf kritische Rohstoffe und nicht zuletzt der Kostenvorteil zeigen sehr deutlich das Potential der Aluminium-Ionen-Batterie als preiswerte und sichere Lösung für zukünftige elektrische Speicher. Eine realistische Anwendung, die schon in wenigen Jahren gelingen könnte, wären beispielsweise hochdynamische Netzspeicher in stationären Systemen, da hier in der Regel kostengünstige Zellen mit hoher Leistungsdichte benötigt werden. Derartige Speicher sind unverzichtbar für die breite Nutzung regenerativer Energiequellen und damit ein wesentlicher Baustein der Energiewende.

Quelle: Fraunhofer – Pressemitteilung vom 17.08.2021

Über den Autor

Michael Neißendorfer ist E-Mobility-Journalist und hat stets das große Ganze im Blick: Darum schreibt er nicht nur über E-Autos, sondern auch andere Arten fossilfreier Mobilität sowie über erneuerbare Energien und Nachhaltigkeit im Allgemeinen.

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Das ist so eine Klassiker-Meldung in allen Elektro-Portalen: Firma/Uni/Institut XY hat einen Wunder Akku erfunden. Er kann alles, kostet nichts und erholt die Umwelt. Eine Fernfahrt in einem Prototyp, wo man dann zumindest Gewicht, Größe, Kapazität und Ladegeschwindigkeit testen könnte, gibt es nie. So ist das auch hier.

Nein, dass ist eine typische Meldung aus der Forschung. Das mit dem „Nie“ stimmt nämlich nicht. Von der ersten Meldung die ich gelesen habe „Das Fraunhofer Institut hat ein psychoakustisches Kompressionsverfahren entwickelt, dass es erlaubt auf eine CD bis zu 14 Stunden Musik unterzubringen“ bis zur Vorstellung des ersten MMC-MP3 Players auf der CeBIT-Home vergingen ungefähr 14 Jahre. Deine Annahme, dass das im Labor möglich ist und deswegen nächstes Jahr schon in Großserie produziert wird ist einfach falsch. Aktuell sind das einzelne handgefertigte Knopfzellen.

Farnsworth

Das ist ja genau mein Punkt. Geschätzt 90% dieser Entwicklungen werden es nicht in die Vorserie schaffen. Also braucht man hier keine große PR zu machen. Es ist schlicht zu früh und bringt dem Interessierten an Elektromobilität keinen Erkenntnisgewinn.

Man darf nicht vergessen, die aktuellen Fortschritte im Serienbau von Zellen sind NCM811, die mit Budgets entwickelt wurden, die um den Faktor 1000 geringer waren als aktuelle Etats. Daher ist eigentlich nur interessant, was spät dieses Jahr und nächstes Jahr kommt.

Das ist NCM90, NCA88/91 und NCMA – je nach Hersteller. Dabei ist relevant: Wann kommt was wo? Angeblich soll z.B. der Fiat 500e damit 58 kWh statt jetzt 42 auf gleichem Raum bekommen. Auch ist in Rede, dass die Akkukapazität von 111 kWh netto im ID.Buzz NCMA Zellen von LG Chem zu verdanken ist. In dem Bauraum des bisherigen 77 kWh Akkus. Aber weiß mans? Solche Infos bleiben nämlich in Spezialportalen, während hier Luftschlösser gezeigt werden. Schade.

Last edited 23 Tage zuvor by David

Also ich finde es hochinteressant welche Materialien noch so für Batterien verwendet werden können und was da so der aktuelle Laborforschungsstand ist. Ob das ein Luftschloss ist oder nicht wird sich ja in 10 bis 15 Jahren zeigen. Ich denke dass sich die vielversprechendste Batterietechnik durchsetzen wird. Denn das Bessere ist des Guten Feind.

Farnsworth

Klingt sehr vielversprechend. Bei der Batterieentwicklung wird es bestimmt noch viele Fortschritte geben.

Heute wird in Deutschland viel Strom in Pumpspeicherkraftwerken zwischengespeichert.
Der Winkungsgrad eines PSW beträgt ca. 75-85%. Hinzu kommen Leistungsverluste, da die PSW nicht dort im Netz sind wo es betriebliche Vorteile für das Netz bringt. Sondern an guten Standorten für die PSW. Große Batteriespeicher könnten direkt an Umspannwerken liegen.
Heute kann ein PSW mit 1GW und 1000 Volllaststunden die Jahresproduktion einiger großer Windparks nur für seine Verluste brauchen.
Daher wären langfristig wirtschaftliche Batteriespeicher mit gutem Wirkungsgrad vorteilhaft.

Die Funktion von Pumpspeicherkraftwerken und die Funktion von Batteriespeichern haben aber auch wirklich gar nichts miteinander zu tun. Bei der Leistung (Watt) kommen sie sich vielleicht mal nahe, bei der Energie-Kapazität (kWh) sind ein paar Nullen Unterschied dazwischen.
Ein Energienetz braucht ‚Puffer‘ auf ganz verschiedenen Stufen. Batteriespeicher eignen sich für sehr raschen Ausgleich und ein paar wenige Volllaststunden. Wenn die Batterien später mal viel besser, bzw. billiger sein werden, vielleicht auch mal ein paar Dutzend Stunden.
Nehmen Sie nur mal die von Ihnen genannten Zahlen des PSW, nämlich 1GW und 1’000 Volllaststunden. Das sind 1’000 GWh Kapazität. Als saisonaler Speicher für D ist das ein Klacks, es bräuchte Hunderte davon. Wenn Sie 100kWh-Batterien für 15’000 Euro kriegen, würde eine einzige solche Batterie etwa 150 Milliarden Euro kosten. Wenn sich das Preis/Leistungs-Verhältnis von Batterien in ein paar Jahren um 100% verbessern würde, würde die Batterie ’nur‘ noch 75 Mia Euro kosten.
Es macht keinen Sinn und es wird nie Sinn machen, grosse Energiemengen mit Batterien herkömmlicher Art (also z.B. nicht Redox-Flow-Batterien) zu speichern, weil man bei klassischen Batterien die Kapazität nicht unabhängig von der Leistung skalieren kann. Aber ich weiss, dass diese an sich einfache Aussage schwer verständlich, darum mache ich für die Batterie-Freaks hier jeweils die absurden Rechnungen wie vorstehend.

Mal eine kleine Zukunftfantasie von einer Welt mit batterie-elektrischen Fahrzeugen.

20 Mio. E-Fahrzeuge mit 100 kWh Batteriekapazität geben die Hälfte als Speicher frei, weil sie meist Kurzstrecken fahren und tagsüber am Arbeitsplatz, zuhause oder im Supermarkt den überschüssigen Ökostrom aufnehmen können, dann wären das 1.000 GWh an Speicher – so ganz nebenbei und ohne nennenswerte Zusatzkosten, da ja fast jeder mehr Batteriespeicher im E-Auto will.

100 kWh kosten heute den Kunden ca. 20.000 Euro mal 20 Mio. E-Fahrzeuge gleich 400 Milliarden.

400 Milliarden sind etwa 4.800 Euro pro Kopf in Deutschland, ein gewaltiges Konjunktur- und Beschäftigungs-Programm oder 11 Mal die Kosten der Hochwasserkatastrophe im Juli 2021 in Deutschland – je nachdem, ob man das Ganze mehr von der Kosten- oder der Nutzenseite sehen will.

Wenn 1 Mio. E-Auto jeweils 10 kW abgeben, dann sind das 10 Mio. kW bzw. 10 GW Leistung.

Noch Fragen Herr Sperling? – Antworten von mir frühestens am Abend.

Ja, und wenn alle diese Fahrzeuge versprechen, die zweite Jahreshälfte immer nur die Hälfte der normalen Reichweite zu fahren, dann könnten sie alle in 12 Jahren Lebenszeit 12 Mal die erwähnte Energiemenge vom Sommer in den Winter verschieben.
Sicher ein hochrentables Geschäft für alle Beteiligten – wenn man bei den Kosten 3-4 Nullen vergisst.

Batterien sind nicht nur im E-Auto wichtig.

Eine realistische Anwendung, die schon in wenigen Jahren gelingen könnte, wären beispielsweise hochdynamische Netzspeicher in stationären Systemen, da hier in der Regel kostengünstige Zellen mit hoher Leistungsdichte benötigt werden.

Noch wichtiger sind Batterien in der stationären Anwendung. Millionen Haushalten dürften sie in einigen Jahren in Verbindungen mit PV-Anlagen eine autarke Strom- und mittels Erdwärmepumpen auch eine autarke Energieversorgung gewährleisten, ganz ohne Heizöl, Erdgas, Holz/Pellets, Kohle usw.

Dazu braucht es vor allem günstige Batterien, ob es jetzt die Aluminium-Ionen-Batterie oder eine andere Batterieart ist, das ist egal, Hauptsache sie ist günstig, damit sie sich viele Bürger leisten können.

Die Industrie darf sich dann gerne mit dem Wasserstoff und den E-Fuels herum schlagen.

Sie zeigen des Öftern, dass Sie an sich rechnen können. Sobald es aber um die Autarkie Ihres Haushaltes geht, vergessen Sie ein paar Nullen und das reine Wunschdenken geht mit Ihnen durch. Batterien werden nie, oder zumindest nie zu unseren Lebzeiten, etwas mit der Autarkie eines Wohnhauses in unseren Breiten zu tun haben.
Ich habe seit 1992 eine Erdsonden-Wärmepumpe und seit 2017 eine Photovoltaik-Anlage. Wir produzieren über das Jahr etwas mehr Energie als wir brauchen, etwa 8’400 kWh. Trotzdem ist die Autarkie-Quote ’nur‘ 30%.
Ein Batteriespeicher taugt heute unter gewissen Umständen für den Tag/Nacht-Ausgleich, vielleicht später auch mal für eine mehrtägige Pufferung. Bei mir auch das erste nicht, weil ich einigermassen faire Einspeise-Bedingungen habe. Ich kriege 9.3 Rappen (~8.5 Cents) für die Einspeisung einer kWh und kriege Nachtstrom für 10.4 Rappen. Mit dieser Differenz ist der Betrieb einer Batterie nicht sinnvoll. Es ist also viel ökonomischer und ökologischer, wenn ich keine Batterie kaufe und das Elektrizitätswerk die Puffer-Funktion übernimmt.
Für eine saisonale Pufferung, bzw. Ganzjahres-Autarkie müsste ich mindestens 4’000 kWh vom Sommerhalbjahr ins Winterhalbjahr verschieben können. Das wären also 40 mal eine 100 kWh-Batterie eines Riesen-BEV und auch etwa 40 mal 15’000 Euro, was 600’000 Euro macht (faktisch zahle ich heute noch ein Vielfaches von 15’000 Euro für einen 100kWh-PV-Speicher – weiss auch nicht, warum).
Wenn das Preis-Leistungsverhältnis solcher Batterien sich in den nächsten 10 Jahren um 100% verbessert, dann wären es nur noch 300’000 Euro. and so on. Gleichzeitig wird die Batterie-Entwicklungskurve langsam aber sicher immer waagrechter.
Merken Sie etwas?

Wenn das HPS-System Picea mit Wasserstoff in Druckgasflaschen …

Druckgasflaschenbündel XL (300 kWh elektrisch nutzbar)₄

4im Auslieferzustand, abhängig vom Lastprofil und Betriebsbedingungen.

(Quelle: homepowersolutions.de – Datenblatt_picea.pdf)

… bei 3x Druckgasflaschenbündel XL 900 kWh elektrisch nutzbar hat und damit ein Einfamilienhaus autark über den Winter bringen kann, dann sollte das auch eine 1.000-kWh-Batterie können.

Weltweite Preisentwicklung für Lithium-Ionen-Akkus in ausgewählten Jahren von 2010 bis 2019 …

(in Euro/kWh)

2010 – 600

2015 – 275

2019 – 139

(Quelle: de.statista.com)

Von 2010 bis 2019 sind die Preis für Lithium-Ionen-Akkus um gut 76% gefallen, wenn eine neue Batterietechnik mit preiswerteren Materialen beim Preisniveau von Lithium-Ionen-Akkus beginnt, dann sind dort ähnliche Preissenkungen zu erwarten.

Ersatzteilpreise für E-Autobatterie 200 – 250 (VW) pro kWh – plus MwSt. ungefähr 240 – 300 Euro – wenn man die hohen Ersatzteilpreise mit Markenlogo kennt, dann kann man mit 200 – 250 Euro (oder weniger) brutto rechnen, wenn diese Batterien in Zukunft frei verfügbar bei Autoteilehändlern sind.

Also rechnen wir mal vorsichtig in 9 Jahren mit 50 – 60 Euro brutto pro kWh für Endkunden, dann wäre ein Hausspeicher mit 1.000 kWh (für Autarkie) etwa 50.000 – 60.000 Euro teuer.

Versuch einer Rechnung 2030 für Autarkie im 1-Familienhaus:
PV-Anlage 15.000 Euro
Erdwärmepumpe 20.000 Euro
Batteriespeicher 55.000 Euro
Zusammen 90.000 Euro

In etwa auf dem Niveau des HPS-Systems Picea.

Vergleich verschiedener Heizungen mit Durchschnittswerten und einem Gesamtverbrauch:

1) Gasheizung – 1-Familienhaus (23.000 kWh, Preis Check24) ungefähr 1.500 Euro pro Jahr.
Stromverbrauch – 4 Personen (4.250 kWh, Preis Check24 ohne Bonus) ca. 2.000 Euro/Jahr.
E-Auto – 12.000 km (2.400 kWh normaler Haushaltsstrom) ca. 1.130 Euro im Jahr
Zusammen 4.630 Euro im Jahr

2) Heizöl – 1-Familienhaus (2464 Liter mit Warmwasser, 68 Euro pro 100 Liter) ca. 1.675 Euro
Plus Stromverbrauch für Haushalt und E-Auto ca. 3.130 Euro pro Jahr
Zusammen 4.805 Euro pro Jahr

3) Meine Zukunftvision (KFW-Effizienzhaus) mal mit Durchschnittswerten neu berechnet:
Erdwärmepumpe 5.750 kWh (berechnet aus Gasheizung mit 4:1)
Strom Haushalt 4.250 kWh
E-Auto 2.400 kWh im Jahr
Zusammen 12.400 kWh im Jahr (Preis Check24 ohne Bonus):
3.350 Euro/Jahr (ohne PV-Anlage und ohne Batteriespeicher)

Anmerkung: Selbst mit 3:1 der Erdwärmepumpe (7.667 + 4.250 + 2.400 kWh) = 3.850 Euro/Jahr

Zurzeit wäre (Beispiele 1 bis 3) die Erdwärmepumpenheizung am Günstigsten.

Die Nr. 3 mit 1.240 kWh Batterie (15 Jahre), PV-Anlage und Erdwärmepumpe (25 Jahre) wären …

Batteriepreis >> Batterie + PV mit Erdwärmepumpe = Kosten:
70.000 Euro >> 4.667 + 1.400 = 6.067 Euro Pro Jahr
55.000 Euro >> 3.667 + 1.400 = 5.067 Euro Pro Jahr
35.000 Euro >> 2.333 + 1.400 = 3.733 Euro Pro Jahr
30.000 Euro >> 2.000 + 1.400 = 3.400 Euro Pro Jahr
25.000 Euro >> 1.667 + 1.400 = 3.067 Euro Pro Jahr

Es ist nur eine Frage der Zeit und des Batteriepreises bis sich „meine Zukunftsversion“ rechnet.

Die Entwicklung bei Batteriespeichern bleibt spannend, ist aber nichts für Ungeduldige.

Die Rechnung geht nicht auf, weil das mit den 900 kWh Speicher für die Autarkie eines Einfamilienhauses nicht stimmt. Bzw. nur unter der unrealistischen Annahme einer völlig überdimensionierten PV-Anlage stimmt, die auch im Winter im Durchschnitt noch fast so viel Energie produziert, wie ich verbrauche.
Ich habe Sie ja glaub auf das HPS Picea System hingewiesen. Ist eine Weile her aber der Firmeninhaber sagt ja irgendwo auch, dass die 3 Tanks die Minimalkonfiguration sind und unter normalen Bedingungen für eine Autarkie nicht reichen.
Wenn Sie tatsächlich Autarkie wollen, brauchen Sie viel mehr Speicher, so viel, dass es mit Batterien nie gehen wird. Aber, wie ich auch schon sagte, erachte ich Autarkie eines Anwesens als falsches Ziel, da man ja ein riesiges Netz hat und im grossen Verbund viel besser gemeinsam speichern und austauschen kann. Beispiel: Warum sollen Sie mit teuren Batterien für einen Zeitpunkt speichern, wo im Norden die Windkraftwerke auf Volltouren laufen.

Bei HPS-System steht, dass bis zu 5 Flaschenbündel installiert werden können, also 1.500 kWh elektrisch und vermutlich noch 3.000 kWh als Wärme, das wären dann 66,7% Abwärme bei der Brennstoffzelle und insgesamt 4.500 kWh als Gesamtenergie.

Sollte das HPS-System wirklich mit so wenig Gesamtenergiebedarf auskommen?

Wenn eine Erdwärmepumpe 5.750 kWh (berechnet aus Gasheizung mit 4:1) an Strom braucht, das Meiste davon im Winter, und dazu noch sehr viel Energie aus dem Boden zieht.

Hier muss wohl eine Universität mal beide Systeme (HPS-System und PV/WP/Batterie) in der Praxis an vergleichbaren Einfamilienhäuser testen, damit es verlässliche Zahlen gibt.

Nachtrag 3:

Bis Redox-Flow-Batterien oder eine andere Batterietechnik günstig genug sind vergehen noch einige Jahre, so dass sich bei sinkenden Strompreisen durch den wünschenswerten Wegfall der EEG-Umlage eher eine Erdwärmepumpe lohnen dürfte.

Der günstige Strom könnte von Wind- und Solaranlagen kommen, die nicht mehr politisch behindert werden und mit etwa 4 – 8 Cent pro kWh Gestehungskosten sowie den E-Autos als Pufferspeicher, die in Zukunft zunehmend die Haushalte versorgen.

Es gibt viele Universitäten, Techniker und Programmierer, die das Ganze mal durchplanen und entsprechende Lösungen zur Stromverteilung erstellen könnten, damit zumindest die Bürger ihre Häuser und Wohnungen nicht mehr mit fossilen Brennstoffen heizen müssten.

Mittlerweise ist eine Erdwärmepumpenheizung trotz 20.000 Euro (geteilt durch 20 (25) Jahre = 1.000 (800) Euro pro Jahr) Kosten derzeit günstiger als Gas oder Heizöl. Und wenn in Zukunft mehr Ökostrom dafür zur Verfügung steht, dann sinkt CO2-Anteil.

1 Liter Heizöl – Heizwert ca. 9,8 kWh (2.920 g CO2) ca. 300 g CO2 pro kWh.

Da moderne Gaskraftwerke mit ca. 350 Gramm je Kilowattstunde Stromerzeugung…

(Quelle: dvgw.de)

Wenn wir 50%, 70% oder mehr Ökostrom haben und den Rest mit flexiblen Gaskraftwerken auffüllen, dann haben wir mit strombetriebenen Erdwärmepumpen weniger als die Hälfte des CO2 im Vergleich zur Öl-/Gasheizung.

Diese CO2-Einsparungen dürften auch für Gasheizungen zutreffen. Dazu noch viele E-Autos und es gibt sehr viel weniger CO2. Auch ohne Autarkie wird es viel sauberer.

Damit beende ich diese Thema hier. Fortsetzung gerne bei sinkenden Batteriepreisen.

Nachtrag:

Im HPS-Datenblatt steht 3.000 kWh als Wärme und 300 kWh elektrisch pro Flaschenbündel.

Bei 5 Flaschenbündeln wären es 1.500 kWh elektrisch und vermutlich 15.000 kWh Wärme, also 16.500 kWh dürften bei einem 1-Familienhaus eher hinkommen, aber der BZ-Wirkungsgrad wäre dann nur bei bescheidenen 9% – absichtlich so niedrig?

Bei 55 kWh PV-Strom zu 33,33 kWh H2 wären es über 27.000 kWh bzw. 27-30 kWp.

27-30 kWp wären rund 225 m² an PV-Fläche.

Wie schon geschrieben – ohne Praxisversuche gibt es keine belastbare Zahlen.

Nachtrag 2:

Ich rechne jetzt mal mit diesen Daten für einen Batteriespeicher.

1) Erdwärmepumpe 5.750 kWh (berechnet aus Gasheizung mit 4:1) – 12 Monate
2) Strom Haushalt 4.250 kWh – 5 Monate ca. 1.770 kWh
3) E-Auto 2.400 kWh im Jahr – 5 Monate sind 1.000 kWh

Ergibt 5.750 + 1.770 + 1.000 = 8.520 (kWh).

Den Solarertrag während der dunkleren 5 Monate rechne ich mal als Ladeverluste.

Nicht berücksichtigt werden KfW-Effizienzhäusern, um Durchschnittwerte zu erhalten.

Redox-Flow-Batterien in einigen Jahre geschätzt ca. 20 – 25 Euro pro kWh.

8.520 kWh x 25 (20) Euro = 213.000 ( 170.400) Euro,
plus 35.000 Euro für PV und WP = 248.000 (205.400) Euro,
geteilt durch 25 Jahre = 9.920 (8.216) Euro.

Jetzt müssten die Redox-Flow-Batterien bis 2030 noch günstiger werden, dann wären wir bei heutigen Strom- und Brennstoffpreisen, hätten aber eine autarke Versorgung.

Wieder mal mein Tip für die Autarkie:
Wenn Sie in unseren Breiten unbedingt autark sein wollen, dann kaufen Sie eine kleine Batterie für Licht und Elektronik und dazu für Wärme und Kochen einen Holzofen und ein paar Ster Brennholz à ca. 60 Euro.
Brennholz hat etwa die 10fache Energiedichte (pro Gewicht) einer modernen Batterie, nämlich ca. 4.3kWh pro kg, bzw. ca. 1’800 kWh pro Ster. Ab ca. 3 Ster kriegen Sie den Winter durch.
Wenn Sie das Holz selber produzieren, sind Sie im Prinzip lokal CO2-neutral.

Wenn das Holz verbaut würde, dann wäre es CO2-neutral und wenn viele Bäume gepflanzt werden, dann sogar CO2-negativ, aber beim Verbrennen entsteht genausoviel CO2 wie bei Heizöl oder Erdgas. Zudem gibt es jeden Menge Feinstaub, da Holz in Holzöfen meistens unsauber verbrennt.

Es ist besser große Bäume stehen zu lassen als sie zu verbrennen, denn dann können sie weiterhin großen Mengen an CO2 aufnehmen. Neue Bäumchen nehmen jahrzehntelang nur kleinen Mengen CO2 auf, keine Vergleich zu großen alten Bäumen oder dem großen CO2-Ausstoß beim Verbrennen.

Holzverbrennen ist eine CO2-Milchmädchenrechnung und ein Verbrechen an der Umwelt.

Wenn Sie selbst Holz produzieren, wo vorher kein Holz wuchs und es nachher verbrennen, dann sind Sie auf jeden Fall – wie gesagt ‚im Prinzip‘ – CO2-neutral (ist aber nichts für Ungeduldige).
Ich bin aber einverstanden, dass man Holz besser nicht verbrennt. Verbauen können wir auch nicht alles, also werden wir es schon bald verlochen und wässern. Das ist eine der wenigen einigermassen effizienten Methoden, CO2 aus der Luft rauszunehmen.

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