Beim Thema Batterien denken die meisten Anleger an Lithium und Kobalt. Die im Segment der Vanadiumproduktion aktiven Aktiengesellschaften finden bei Investoren weniger Beachtung – zu Unrecht, wie Experte Gavin Wendt meint. Wendt, spezialisiert auf die Bewertung von Unternehmen der Bergbau- und Energiebranche mit zwanzigjähriger Erfahrung am australischen Aktienmarkt gab in „Mine Life“ eine Bewertung zum Thema Vanadium ab.
Vanadium-Redox-Flussbatterien: Eine neue Generation von Energieträgern
Das aktuelle Interesse der Märkte für Lithium kommt nicht von ungefähr: Der Ausbau der erneuerbareren Energien und der damit verbundene Bedarf an Batterien als Speichermedien hat in jüngerer Vergangenheit die Lithiumpreise deutlich ansteigen lassen. Um Solar- und Windenergie für den zeitverzögerten Gebrauch zu konservieren, benötigt man Batterien. Hier kommen die marktbeherrschenden Lithium-Ionen-Speicher ins Spiel. Doch die Batterie-Technologie stagniert nicht bei Lithiumbatterien. Mit den sogenannten Vanadium-Redox-Fluss-Batterien (VRF-Batterien) kommen Speichermedien einer neuen Generation auf den Markt. Die VRF-Batterien nutzen flüssige Energieträger, um Strom zu erzeugen – mit ihrer künftigen Verbreitung zeichnet sich eine höhere Nachfrage nach Vanadium ab. Solar- und Windkraftanlagen, die in Hochproduktionszeiten Strom verkaufen müssen, weil er wirtschaftlich nicht speicherbar ist, wären mit künftig VRFs ideal ausgestattet.
Woher kommt das Vanadium?
Das Übergangsmetall Vanadium ist ein Nebenprodukt aus der Stahlhüttenschlacke und tritt in Mineralvorkommen wie kohlenstoffreichen Lagerstätten oder Titan-Magnetit-Erzen auf. Wirtschaftliche Bedeutung hat Vanadium vorrangig als Zusatz bei der Produktion von hochfestem Stahl und Metalllegierungen, die extremen Belastungen ausgesetzt sind, beispielsweise als Bauteile von Düsentriebwerken. Etwa 92% des weltweiten Bedarfs – das sind etwa 100.000 Tonnen oder 180.000 Tonnen Vanadium-Oxid-Äquivalent – werden in der Stahlproduktion verwendet, weitere 5% für Katalysatoren und sonstige chemische Anwendungen.
Technik und Lebensdauer von Vanadium-Redox-Flussbatterien
Lithiumbatterien beherrschen derzeit den Energiemarkt. Dagegen punkten die Vanadium-Durchflussbatterien in punkto Kostensenkung und Sicherheit. VRF-Batterien sind unentflammbar und haben eine deutlich bessere Umweltbilanz. Dabei sind sie extrem langlebig: Schätzungsweise 10.000 Zyklen Lebensdauer bei immer noch 90% ihrer Leistung selbst nach zwanzigjähriger Nutzung. Zum Vergleich: Eine Lithium-Ionen-Batterie überdauert bei Tiefenentladung gerade 1.000 Zyklen.
Diese extreme Haltbarkeit über eine lange Zeit relativiert die Gesamtkosten der VRF-Batterien. Die Energiespeicherungskosten errechnen sich, wie Gavin erklärt, vereinfacht durch die Investitionskosten, umgelegt auf die Anzahl der Zyklen innerhalb ihrer Lebensdauer. Bei Anschaffungskosten von 100 USD pro Kilowattstunde und tausend Verwendungszyklen ergäbe das 0,10 USD pro Zyklus. (Zum Vergleich: Die Grundlaststromerzeugung aus einem neuen Erdgaskraftwerk beträgt etwa 0,07 USD, Emissionskosten nicht eingerechnet).
Kosten und Leistung: Lithium-Ionen gegen VRF
Die Entlandungslaufzeit der VRF-Batterien ist mit sechs bis zehn Stunden wesentlich länger als die der Lithium-Ionenbatterien (zwei bis fünf Stunden). Bei der Round-Trip-Effizienz haben hingegen derzeit noch die Lithiumbatterien die Nase vorn: Während diese bei 85% erreichen, erreicht der Wert der VRF nur 70%.
Die aktuellen Batteriekosten bei Tesla liegen derzeit bei 150-200 USD/Kilowattstunde. Das ist weit unterhalb der branchenüblichen Paketkosten von 350 USD/Kilowattstunde. Sobald Teslas Produktion bei Gigafactory in Nevada anläuft, könnten die Kosten auf weniger als 100 USD/Kilowattstunde sinken. Die Kosten der neuen VRB sind mit 300 bis 500 USD/ Kilowattstunde derzeit noch vergleichsweise astronomisch. Aber: Diese Kosten haben sich gegenüber dem Stand von vor nur drei Jahren bereits halbiert und werden absehbar weiter fallen.
VRF-Batterien können gestapelt werden, um ihre Speicherkapazitäten zu erhöhen. Durch ihr ursprüngliches Design sind Lithiumbatterien diesbezüglich einschränkt. Die Stückkosten für großformatige VRF-Batterien sinken, wohingegen sie bei großen Lithium-Ionen-Batterien steigen. Im großflächigen Einsatz konkurrieren VRFs also bereits heute mit den Lithiumbatterien.
Ihr Nils Glasmacher