Wasserstoff und Lithium-Ionen: Europas Schlüssel zu einem grünen Aufschwung

Das Versprechen von Wasserstoff als Energiequelle der Zukunft wird seit langem von Herstellern, Klimaexperten und Politikern diskutiert. Diese Diskussionen haben sich nach dem Konjunkturpaket der Europäischen Kommission intensiviert, das einen Schwerpunkt auf die Ankurbelung einer sauberen Wasserstoffwirtschaft in Europa legt. Nikolaos Tsiouvaras, F&E-Direktor bei Systems Sunlight S.A., einem griechischen Hersteller von Industrie- und Hochtechnologiebatterien für die Energiespeicherindustrie, beschäftigt sich mit der Speicherung in Europa.

In Übereinstimmung mit dem Europäischen Green Deal wird im Rahmen des Pakets "EU der nächsten Generation" anerkannt, dass Wasserstoff die langfristigen Ziele der Europäischen Union unterstützen kann und eine wesentliche Rolle beim Erreichen der Klimaneutralität spielt.

Volkswirtschaften auf der ganzen Welt haben begonnen, sich mit Wasserstoff zu befassen. Viele Regierungen haben großzügige Subventionen geschaffen, um Wasserstoff als Mittel zur Diversifizierung ihrer Energiequellen zu nutzen.

Dennoch bleibt Lithium-Ionen die vorherrschende Energiespeichertechnologie für den breiteren Industriesektor, und es wird erwartet, dass sie die Märkte dominieren wird. Die Investitionen aus dem grünen Konjunkturprogramm der EU im Rahmen der IPCEI-Initiative zur Förderung von Innovationen in der Batterie-Wertschöpfungskette unterstreichen, wie wichtig Lithium-Ionen-Technologien werden werden. Das Projekt unterstützt die Entwicklung innovativer und nachhaltiger Technologien für Lithium-Ionen-Batterien (Flüssigelektrolyt- und Festkörperbatterien), die länger halten, kürzere Ladezeiten haben, sicherer und umweltfreundlicher sind als die derzeit verfügbaren. Die Innovation zielt auch speziell auf die Verbesserung der ökologischen Nachhaltigkeit in allen Segmenten der Batterie-Wertschöpfungskette ab. Sie zielt darauf ab, den CO2-Fußabdruck und die bei den verschiedenen Produktionsprozessen anfallenden Abfälle zu verringern sowie umweltfreundliche und nachhaltige Demontage-, Recycling- und Aufbereitungsverfahren im Einklang mit den Grundsätzen der Kreislaufwirtschaft zu entwickeln.

Lithium ist führend bei den Innovationen

Der globale Markt für Lithium-Ionen-Batterien hat in den letzten Jahren ein exponentielles Wachstum erlebt, und Data Bridge Market Research erwartet, dass der Lithium-Ionen-EV-Markt im Prognosezeitraum 2020 bis 2027 weiterhin mit einer jährlichen Rate von 15,70 % wachsen wird. Das Wachstum des Marktes ist auf die steigende Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien in einer Reihe von Anwendungen (Elektrofahrzeuge, Lagerroboter, E-Marine und E-Transporte) zurückzuführen, die einen geringeren Wartungsaufwand und eine längere Lebensdauer bieten und im Vergleich zu Kraftstoffen eine nachhaltigere Lösung darstellen.

Für kleinere Fahrzeuge, insbesondere für die Kraftfahrzeugindustrie, bedeuten die technologischen Entwicklungen der Lithium-Ionen-Technologie, dass der Reparatur- und Wartungsaufwand erheblich reduziert wird. In den meisten Fällen ist überhaupt keine Wartung erforderlich, was zu einer erheblichen Senkung der jährlichen Gesamtbetriebskosten im Vergleich zu anderen Technologien führt und erhebliche Einsparungen bei den Arbeitskosten für das Wartungspersonal ermöglicht. Außerdem werden die Leerlaufzeiten durch die Schnelligkeit des Ladevorgangs und die Vorteile des Opportunitätsladevorgangs, bei dem eine Batterie während eines Arbeitszyklus mehrmals aufgeladen werden kann, ohne dass sich dies auf die Lebensdauer der Batterie auswirkt, deutlich reduziert. Dies ist besonders wichtig für Branchen, die auf Effizienz angewiesen sind, wie z. B. die Logistik.

Intelligente Lithium-Ionen-Batterien wie die Li.ON force-Reihe von System Sunlight, die in Gabelstaplern und anderen industriellen Anwendungen eingesetzt werden, ermöglichen eine Vollladung in weniger als 90 Minuten. Dies ermöglicht einen Drei-Schicht-Betrieb, ohne dass die Batterie mitten im Arbeitstag gewechselt werden muss - ein großer Vorteil für Industriemaschinen. Die Technologie verwendet Lithium-Eisen-Phosphat, eine sicherere Form von Lithium, die je nach Benutzerprofil etwa 4.500 Ladezyklen übersteht. Vor allem aber bedeutet diese längere Lebensdauer erhebliche Einsparungen unter dem Strich und eine höhere Rendite trotz der anfänglichen Anschaffungskosten.

Die Zukunft der Batterietechnologie

Während Lithium wahrscheinlich in den nächsten 20-30 Jahren die dominierende Technologie für die Antriebsindustrie bleiben wird, hat Wasserstoff eine große Zukunft, insbesondere für schwere Fahrzeuge. Dank seiner hohen Energiedichte bietet er eine größere Reichweite bei geringerem Platzbedarf. Für Schwerlastfahrzeuge wie Lieferwagen, Lastwagen, Züge, Schiffe und Flugzeuge stellen wasserstoffbetriebene Brennstoffzellen eine interessante Möglichkeit dar. Aufgrund der hohen Produktionskosten ist dies derzeit keine wirtschaftlich tragfähige Lösung, aber wir sehen, dass die Kosten jedes Jahr sinken.

Dementsprechend sind die weltweiten Ausgaben für Forschung, Entwicklung und Demonstration im Bereich der Wasserstoffenergie in den letzten Jahren erheblich gestiegen. Das neue Forschungs- und Entwicklungszentrum von System Sunlight wird sich auf neue Technologien konzentrieren, wie z. B. Festkörperlithium, aber sein Hauptaugenmerk wird auf Wasserstoff liegen. Wir sind bestrebt, Wasserstoff zu erforschen, aber nur für die speziellen Anwendungen, die für die Motorenindustrie notwendig sind, wo Lithium und Blei-Säure die beste technologische Lösung für die große Mehrheit der Kundenbedürfnisse bleiben.