Nicht-lithiumbasierte Langzeitspeichertechnologien haben in den letzten zehn Jahren mehr als 6 Mrd. US-Dollar an Finanzierung erhalten. Dennoch bleibt außerhalb Chinas die betriebliche Kapazität neuer alternativer Technologien unter einer Gigawattstunde. Mehrere frühe Entwickler sind ins Stocken geraten, haben sich zurückgezogen oder sind auf lithiumbasierte Projekte umgeschwenkt, um bankfähig zu bleiben.

Jüngste politische Maßnahmen rücken LDES-Technologien wieder in den Fokus. Die MACSE-Ausschreibung Italiens, das britische LDES Cap and Floor sowie Deutschlands geplante Langzeitausschreibung zielen alle auf längere Speicherzeiten ab. Diese gehen über das hinaus, was derzeitige Handelsmärkte honorieren.

Ähnliche Mechanismen entstehen weltweit. Das LTESA von New South Wales zielt auf Speicherzeiten von über 8 Stunden ab, wobei die jüngste Ausschreibungsrunde sämtliche Verträge an Lithium-Ionen-Projekte vergab. In den USA bietet der Index Storage Credit von New York gezielte Unterstützung für längerfristige Speicher. Auch Kalifornien hat mit gezielten LDES-Ausschreibungen nachgezogen und fordert von Versorgern, Speicher mit mindestens 8 Stunden Laufzeit zu kontrahieren.

Mit speziellen LDES-Ausschreibungen in ganz Europa und den USA stellt sich die Frage, welche Technologien bereit sind, zu konkurrieren.

Diese Analyse untersucht:

• Welche Langzeitspeicher-Technologien heute existieren und wie ausgereift sie sind
• Wie sie sich wirtschaftlich mit Lithium-Ionen vergleichen
• Wo alternative LDES-Technologien Mehrwert bieten
• Welche Speicherzeiten reale Strommärkte tatsächlich verlangen

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Alternative LDES bleiben trotz 6 Mrd. US-Dollar Finanzierung vor-kommerziell

​Mehrere Technologien liefern sich ein Rennen um kostengünstige Speicherlösungen. Sie zielen auf Speicherzeiten, die mit Lithium-Ionen wirtschaftlich nicht abgedeckt werden können. Der steigende Anteil erneuerbarer Energien offenbart mehrtägige Versorgungslücken, wenn Wind- und Solarstrom gering sind. Diese Technologien wollen genau dieses Zeitfenster abdecken.

​Diese alternativen LDES-Technologien lassen sich in vier Gruppen einteilen:

• Elektrochemische Systeme (Redox-Flow-Batterien, Zink-Hybrid, Metall-Luft)
• Mechanische Systeme (adiabatische Druckluft, Flüssigluft, Schwerkraftspeicher, neue Pumpspeicher)
• Thermische Speicher (latente und sensible Wärme)
• Chemische Speicher/Wasserstoff

​Trotz erheblicher Investitionen bleibt der kommerzielle Fortschritt uneinheitlich.

​Einige Technologien machen Fortschritte. Highview Power hat 2024 für sein 50-MW-Flüssigluft-Projekt in Carrington den finanziellen Abschluss erreicht. Energy Dome hat seine erste kommerzielle CO₂-Batterie in Sardinien installiert. Form Energy eröffnete seine erste großtechnische Eisen-Luft-Batteriefabrik in West Virginia. Invinity hat mehrere Vanadium-Flow-Batterie-Projekte mit insgesamt über 50 MWh umgesetzt. Hydrostor erhielt einen LTESA-Vertrag für sein Druckluftprojekt Silver City in New South Wales.

​Andere sind ins Stocken geraten. NGK Insulators stellte die Produktion seiner Natrium-Schwefel-Batterien ein. Ambri restrukturierte nach dem Scheitern der Kommerzialisierung seiner Flüssigmetallbatterie. Corre Energy wurde im November liquidiert.

Insgesamt spiegelt dieses gemischte Bild die Herausforderung wider, mit der etablierten Lieferkette und der Betriebserfahrung von Lithium-Ionen zu konkurrieren.

​Diese Technologien zielen zudem auf sehr unterschiedliche Speicherzeiten. Flow-Batterien und Zink-Hybride sind für 6–12 Stunden ausgelegt – ein Bereich, in dem Lithium-Ionen bereits eingesetzt werden, aber bei hoher Zyklenzahl mit Degradation kämpfen.

Druckluft-, Flüssigluft- und manche thermische Systeme zielen auf 12–24 Stunden ab, um eine Lücke zu schließen, bei der die Wirtschaftlichkeit von Lithium-Ionen unsicher wird. Eisen-Luft-Batterien hingegen sind für mehrtägige Entladung konzipiert und streben extrem niedrige Kosten pro gespeicherter MWh an.

Diese Angaben zu Speicherzeiten sind bislang weitgehend deklarativ. Den meisten Technologien fehlt ein ausreichender Auftragsbestand im kommerziellen Betrieb, um Leistung und Kostenannahmen im Praxiseinsatz zu belegen.

Alternative LDES stehen fallenden Lithium-Ionen-Preisen gegenüber ungünstigen Kostenentwicklungen

Kostendaten für alternative LDES sind rar und meist modelliert statt beobachtet. Unternehmensangaben basieren oft auf prognostizierten Lernkurven statt realisierter Performance. Dennoch ermöglicht der Vergleich der Technologien über Entladedauer und Zyklenmuster, den Anspruch mit der wirtschaftlichen Realität zu konfrontieren.

​Pumpspeicher bleiben weltweit dominant mit über 160 GW installierter Leistung. Sie bieten bewährte Zuverlässigkeit und niedrige Betriebskosten, wo die Topografie es zulässt. In reifen Märkten sind jedoch die meisten geeigneten Standorte bereits erschlossen. Neubauprojekte stehen vor hohen Investitionskosten und langen Entwicklungszeiten.

Lithium-Ionen bieten bis zu 8–10 Stunden einen Kostenvorteil. Ab etwa 10 Stunden verringert sich dieser Vorteil gegenüber alternativen LDES.

Flüssigluftspeicher und CO₂-Batterien liefern bei längeren Speicherzeiten vielversprechende Ergebnisse. Die Eisen-Luft-Batterie von Form Energy bietet attraktive Kosten für mehrtägige Speicherung, ist aber erst wenig im Markt erprobt.

Vanadium-Flow-Batterien sind in brandsensiblen Umgebungen und bei hohen Zyklenzahlen bewährt, doch die Elektrolytkosten bleiben hoch. Die Lernkurven waren bislang zu flach, um mit Lithium-Ionen im großen Maßstab zu konkurrieren. Über 10–12 Stunden hinaus wird ihr Degradationsvorteil weniger relevant, da die Zyklenintensität sinkt.

Nicht-kostenbasierte Faktoren schaffen Nischen für alternative LDES

Kosten bestimmen die meisten Speicherinvestitionen. In bestimmten Kontexten verschieben jedoch Sicherheitsanforderungen, Netzrestriktionen, Lebensdauer und Lieferkettenaspekte das Gleichgewicht zugunsten alternativer Technologien, trotz höherer Anfangskosten.

Typische Nischen, in denen Lithium-Ionen im Nachteil sind:

• Brandsensible Umgebungen bevorzugen nicht brennbare Technologien. In dicht besiedelten Gebieten und kritischer Infrastruktur werden Lithium-Ionen-Batterien aus Sicherheits- und Versicherungsgründen zunehmend ausgeschlossen. Flow-Batterien, thermische Speicher und Eisen-Luft stoßen auf weniger Genehmigungshürden.
• Isolierte Netze profitieren von langer Lebensdauer. Auf Inseln und in abgelegenen Regionen ist ein Austausch schwierig. Alternative LDES mit 30–40 Jahren Lebensdauer sind im Vorteil gegenüber Lithium-Ionen mit 15–20 Jahren. Allerdings verlangen solche Standorte auch höchste Zuverlässigkeit und minimalen Wartungsaufwand. Unbewährte Technologien haben hier höhere Markteintrittsbarrieren.
• ​Backup- und Resilienz-Anwendungen priorisieren Kalenderlebensdauer vor Zyklenzahl und bevorzugen Technologien, die ihre Kapazität über lange Stillstandszeiten erhalten.
• Lieferkette und Souveränität beeinflussen die Beschaffung zunehmend. Der amerikanische IRA und das europäische Gesetz zu kritischen Rohstoffen fördern Massenrohstoffe und heimische Produktion gegenüber der Abhängigkeit von asiatischer Fertigung und kritischen Mineralien bei Lithium-Ionen.
• Industrielle Wärme schafft einen eigenen Markt. Thermische Technologien wie die von Antora dienen vorrangig der Dekarbonisierung industrieller Prozesswärme. Die elektrische Speicherung über Turbinen ist eine logische Erweiterung und positioniert sie als Ergänzung zu netzorientierten LDES.

Entwickler alternativer LDES diversifizieren zunehmend ihre Projektkonfigurationen. Viele kombinieren inzwischen Lithium-Ionen mit der eigenen LDES-Technologie. Lithium-Ionen generieren kurzfristig Erlöse, LDES zielt auf langfristige Ausschreibungen.

Energy Vault hat beispielsweise ein Hybridprojekt Lithium-Ionen-Wasserstoff umgesetzt. Highview Power kombiniert Flüssigluftspeicher mit Lithium-Ionen.

Dieser hybride Ansatz erschließt kurzfristig Markterlöse und positioniert sich für langfristige Verträge von Netzbetreibern mit Fokus auf Langzeitkapazität.

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Speichernachfrage teilt sich in tägliche Zyklen, mehrtägige Lücken und saisonale Anforderungen

Die Wirtschaftlichkeit von Langzeitspeichern ist auf Handelsmärkten weiterhin ungewiss. Viele LDES-Projekte werden auf vertragliche Unterstützung durch Netzbetreiber oder Regulierungsbehörden angewiesen sein, die gezielt Systembedarfe adressieren.

Drei Zeitskalen dominieren die heutigen Anwendungsfälle.