Natrium-Ionen-Batterien rücken zunehmend in den Fokus der globalen Energie- und Autoindustrie. Der Grund liegt weniger in einem plötzlichen Technologiesprung als in einer strategischen Verschiebung: Stromspeicher werden in immer größeren Mengen benötigt, während der bislang dominierende Rohstoff Lithium Medien zufolge als geopolitisch sensibel gilt. Natrium dagegen ist weltweit verfügbar, preislich stabil und Bestandteil einfacher Salze. Diese Eigenschaften machen die Technologie für Industrie und Politik gleichermaßen interessant.
Der Bedarf an leistungsfähigen Batterien wächst rasant. Elektroautos benötigen große Speicherkapazitäten, gleichzeitig steigt der Einsatz stationärer Speicher, um Strom aus Wind- und Solaranlagen zeitlich zu verschieben und Netze zu stabilisieren. Lithium-Ionen-Batterien decken diesen Bedarf bislang nahezu vollständig ab. Ihre Lieferketten sind jedoch stark konzentriert. Ein erheblicher Teil der Raffinerien und Zellfertigung befindet sich in China. In Europa wird Lithium deshalb als kritischer Rohstoff eingestuft, mit entsprechenden Risiken für Versorgungssicherheit und Kosten.
Vor diesem Hintergrund gilt Natrium als mögliche Ergänzung. „Es gibt jetzt eine Alternative zum Lithium, und das ist schon mal gut für Europa“, sagt der Batterieforscher Philipp Adelhelm von der Humboldt-Universität zu Berlin. Er ist Teil einer vom Bundesforschungsministerium geförderten Expertengruppe, die das industrielle Potenzial von Natrium-Ionen-Batterien untersucht. Neben Forschungseinrichtungen sind auch Unternehmen wie BASF, Evonik und Varta beteiligt. Ziel ist es, die Technologie aus dem Labor in marktfähige Anwendungen zu überführen.
Technische Fortschritte bei Salzbatterien zeichnen sich ab
Lange Zeit galten Salzbatterien als technisch unterlegen. Ihre Energiedichte lag deutlich unter der von Lithium-Systemen, was den Einsatz in Autos begrenzte. Inzwischen haben sich diese Unterschiede verringert. Adelhelm spricht von Fortschritten, die Natrium-Ionen-Zellen für viele Anwendungen ausreichend leistungsfähig machen. Hinzu kommen Eigenschaften, die in bestimmten Einsatzfeldern Vorteile bieten, etwa ein stabileres Verhalten bei niedrigen Temperaturen, eine hohe Lebensdauer und geringere Anforderungen an den Brandschutz. Da Natrium im Vergleich zu Lithium kaum Preisschwankungen unterliegt, sehen Fachleute zudem Potenzial für kalkulierbarere Batteriekosten.
Den Übergang in die industrielle Fertigung treibt vor allem der chinesische Zellhersteller CATL voran. Der Weltmarktführer plant, noch in diesem Jahr mit der Massenproduktion von Natrium-Ionen-Zellen zu beginnen. Gemeinsam mit dem Autobauer Changan stellte das Unternehmen kürzlich ein Mittelklasseauto vor, das serienmäßig mit einer solchen Batterie ausgestattet ist. Der Marktstart ist für Mitte des Jahres angekündigt. Die Reichweite soll zunächst über 400 Kilometer liegen, perspektivisch werden höhere Werte genannt. Unabhängige Praxistests stehen bislang aus.
Trotz dieser Entwicklung rechnet kaum jemand mit einer schnellen Ablösung bestehender Lithium-Systeme. Für große und leistungsstarke Autos bleiben Batterien auf Basis von Lithium, Nickel, Mangan und Kobalt auf absehbare Zeit relevant. Wahrscheinlicher ist eine Konkurrenz zu sogenannten LFP-Batterien, die weniger leistungsfähig, dafür kostengünstiger sind, aber weiterhin Lithium benötigen. „Auch wenn Natrium-Ionen-Batterien in großen Volumina hergestellt werden, wird das kaum Einfluss auf den Natriumpreis haben“, sagt Simon Lux von der Universität Münster. Die hohe Verfügbarkeit des Rohstoffs wirke hier stabilisierend.
Europäische Ansätze und offene Fragen zur Serienreife
In Europa entstehen bislang vor allem kleinere industrielle Ansätze. Das Schweizer Unternehmen Phenogy betreibt in Bremen eine stationäre Natrium-Ionen-Großbatterie, die Solarstrom speichert und Ladesäulen versorgt. Auch große Autohersteller beobachten die Entwicklung. Volkswagen fertigt in seiner neuen Zellfabrik in Salzgitter derzeit ausschließlich Lithium-Ionen-Zellen vom NMC-Typ, bestätigt jedoch laufende Arbeiten an Natrium-Ionen-Systemen.
Ein Zeitpunkt für die Serienreife ist offen. Ob Natrium-Ionen-Zellen in Europa in größerem Maßstab produziert werden, hängt aus Sicht vieler Experten auch von politischen Rahmenbedingungen ab. Ohne flankierende Maßnahmen, etwa zeitlich begrenzte Schutzinstrumente oder Vorgaben zur regionalen Wertschöpfung, könnten europäische Anbieter Schwierigkeiten haben, mit den Preisen asiatischer Hersteller zu konkurrieren.
Quelle: FAZ – Jetzt kommt Chinas Salzbatterie
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