Lithium-Ionen-Batterien aus China haben bei der Stromspeicherung weltweit die Nase vorn. Heimische Unternehmen arbeiten an Alternativen, die die geopolitische Abhängigkeit verringern und auch noch besser für die Umwelt sein sollen.

An Lithium-Ionen-Batterien kommt man aktuell schwer vorbei, egal, ob im Elektroauto, im Smartphone oder im Heimspeicher für den selbst erzeugten Sonnenstrom. Das ist kein Zufall, sagt Katja Fröhlich, Leiterin des Geschäftsfelds Battery Technologies am Austrian Institute of Technology: „Die Antwort dazu findet man im Periodensystem. Lithium ist ein gutes Element, da es gerne Ionen abgibt.“ Für diese bahnbrechende Technologie wurde 2019 sogar der Nobelpreis für Chemie verliehen. „Unsere Welt würde ohne den Lithium-Ionen-Akku heute anders aussehen.“ Er bietet eine hohe Energiedichte und ist technisch ausgereift. Für mobile Anwendungen wie Elektroautos ist er noch nahezu alternativlos. Das Wachstum der Elektromobilität und der Siegeszug der Lithium-Ionen-Technologie hängen eng zusammen. Große Produktionskapazitäten, vor allem in Asien, und ein hoher Automatisierungsgrad haben die Kosten in den vergangenen Jahren massiv gesenkt. Bei all ihren Vorteilen hat die Lithium-Ionen-Technologie aber auch Schwächen. Lithium ist zwar physikalisch das ideale Element, die Vorkommen sind jedoch stark auf Südamerika konzentriert, auf das sogenannte Lithiumdreieck zwischen Chile, Argentinien und Bolivien. Der Abbau steht durch den Verbrauch enormer Wassermengen und den Einsatz von Chemikalien in der Kritik. Zudem dominiert China die Weiterverarbeitung zu Batterien. Europa ist dadurch von geopolitischen Risiken entlang der Lieferkette abhängig. Auch punkto Sicherheit ist die Technologie nicht unproblematisch: Im Fall eines Defekts kann es zu schwer kontrollierbaren Bränden kommen. Im Betrieb nimmt die Leistungsfähigkeit über die Zeit ab. Nach mehreren Tausend Ladezyklen sinkt die Kapazität spürbar. Am Ende der Lebensdauer sind die Batterien ein Problemstoff – auch wenn sie grundsätzlich recycelbar sind.

Heimische Unternehmen arbeiten daher an verschiedenen Alternativen, die bewusst auf kritische Rohstoffe verzichten. „In Europa gibt es eine Alternative zur Lithium-Ionen-Batterie: Energie fair für alle, ohne dass Natur oder Menschen in Mitleidenschaft gezogen werden“, so Jürgen Ellensohn, Co-Gründer von Salzstrom. Das Wiener Start-up, 2025 unter den Top Ten des GEWINN-Jungunternehmer:innen-Wettbewerbs, sieht die Natrium-Ionen-Batterie als nachhaltige Antwort auf Lithium.

Salz statt Lithium

Bei Salzstrom kommt Natrium, Hauptbestandteil von Kochsalz, zum Einsatz. Der Rohstoff ist weltweit nahezu unbegrenzt verfügbar und günstig. Die Batterien sind außerdem weniger brandanfällig und arbeiten auch bei niedrigen Temperaturen stabil. Die Heimspeicher der Wiener sind bereits mit Kapazitäten von 4,5 bis 67,5 kWh am Markt erhältlich. Ein Speicher mit neun kWh kostet beim Kooperationspartner Burgenland Energie knapp 11.000 Euro.

Auf Salz setzt auch das steirische Unternehmen Accupower. Im März wurde die in Graz entwickelte Natrium-Ionen-Batterie Natec Home präsentiert. „Man kann sie als Speicher für Photovoltaikanlagen nutzen oder auch als Notstromaggregat“, sagt Accupower-Chef Moritz Minarik. Mit einer Größe von 80 Zentimetern Höhe, 23 Zentimetern Breite und 50 Zentimetern Länge ist Natec Home um etwa 30 Prozent größer und auch schwerer als Akkus mit kritischen Rohstoffen. „Die Größe ist für den Heimgebrauch aber fast nie ein Kriterium – sehr wohl aber Brandsicherheit, Lebensdauer, Temperaturstabilität und Nachhal – tigkeit“, meint Minariks Kollegin Bettina Haberler. Mit einem Preis von 4.788 Euro für 7,68 kWh kann man sich laut Accupower mit Lithium-Ionen-Batterien messen.

Dass Natrium-Ionen-Speicher trotz guter Verkaufsargumente keine Selbstläufer sind, musste erst zum Jahresanfang das ebenfalls aus Graz stammende Start-up Kite Rise feststellen. Die Steirer hatten einen elegant designten Heimspeicher für die Aufstellung in Wohnräumen entwickelt. Allerdings blieb die Nachfrage unter den Erwartungen, das Unternehmen musste Konkurs anmelden.

Abfallprodukt speichert Strom

Dass man von der Entwicklung bis zum fertigen Produkt einen langen Atem braucht, zeigt das Unternehmen Cellcube aus Wiener Neudorf. Die Niederösterreicher beschäftigen sich seit mehr als 25 Jahren mit Vanadium-Redox-Flow-Batterien. Diese speichern Energie nicht in festen Zellen, sondern in Tanks mit flüssigen Elektrolyten. Je größer der Tank mit der Vanadiumlösung, desto höher die Speicherkapazität.

Vanadium ist ein Metall, das in der Erdkruste weltweit häufig vorkommt. Die bekannteste Anwendung ist im Werkzeugbau, z. B. für Hämmer. Beim Abbau von Eisenerz und bei der Stahlproduktion fällt es als Abfallprodukt an. Bei der Entsorgung kann es ohne aufwendige Aufbereitung wiederverwertet werden. Folglich hat Cellcube auch weltweit Lieferanten und bezieht immer möglichst nah beim Kunden. Katja Fröhlich vom AIT sieht den hohen CO₂-Fußabdruck von Vanadium kritisch. Cellcube-COO Christoph Stelzer entgegnet: „Der CO₂-Fußabdruck ist deutlich niedriger als bei der Lithium-Ionen-Batterie.“
Für den privaten Haushalt eignen sich die Cellcube-Speicher größenbedingt nicht. Dafür braucht man nämlich zumindest Platz für einen Schiffscontainer, in dem das weltweit tätige Unternehmen seine Großspeicher „verpackt“, die im Megawattbereich starten. „Ein entscheidender Vorteil unserer Batterien ist, dass sie nicht entflammbar sind“, sagt Stelzer. Das macht ihren Einsatz etwa in kritischer Infrastruktur wie Spitälern oder militärischen Einrichtungen attraktiv. Vanadium-Redox-Flow-Batterien können über 30 Jahre ohne Kapazitätsverlust betrieben werden. Ein technischer Vorteil: Leistung und Kapazität lassen sich getrennt skalieren. Dadurch eignen sie sich besonders für Anwendungen im Stromnetz.

Aber auch Unternehmen wie der deutsche Logistiker Nagel-Group haben die Batterien aus Wiener Neudorf schon im Einsatz. Dieser betreibt in Bochum auf dem Dach seines Kühllagers eine 13.000 Quadratmeter große Photovoltaikanlage. An sonnigen Tagen produzierte die riesige Anlage viel mehr Strom als benötigt, in der Nacht musste dieser teuer zugekauft werden. Bisher konnten nur 60 Prozent des produzierten Stroms genutzt werden. Mit der Cellcube-Batterie konnte die Selbstversorgung noch einmal deutlich gesteigert werden. Die überschüssige Sonnenenergie kann nun gespeichert und über eine Entladedauer von vier bis teilweise mehr als 24 Stunden gezielt bereitgestellt werden. Durch die Eigenstromnutzung lassen sich bis zu 450.000 Euro Stromkosten pro Jahr einsparen. Besonders wichtig für den Betreiber des Kühllagers: Bei einem Stromausfall kann der Speicher die Versorgung sichern.

Von China nach Europa

Die Hardware der Vanadium-Batterien wird in Wiener Neudorf zusammengebaut, die Schaltschränke kommen aus St. Pölten. Der Großteil der Wertschöpfung liegt in Österreich. Bei Salzstrom kauft man die Batteriezellen aktuell noch in Asien zu.
Die heimischen Unternehmen sind ein Beweis, dass man Batterieentwicklung und -fertigung nicht komplett Asien überlassen muss. „Es besteht die Chance, in Europa eine eigene Wertschöpfungskette aufzubauen, die über das reine Zusammenfügen von Komponenten hinausgeht“, sagt Andreas Oehlzand vom Energieberatungsunternehmen Oecon. Freilich beschäftigt man sich auch in China intensiv mit anderen Batteriearten. So entwickelt BYD, weltgrößter E-Auto-Hersteller und zweitgrößter Batterieproduzent, sowohl Natrium- als auch Festkörperbatterien. Oehlzand erwartet aber, dass „die Lithium-Ionen-Batterie in der E-Mobilität dominant bleiben wird“. Bei Heimspeichern und bei Großbatterien könnten die Lithium-Alternativen rascher aufholen. Entscheidend für den Erfolg wird auch sein, dass Ausschreibungen künftig stärker auf Nachhaltigkeit und Lebenszykluskosten achten und nicht nur auf die Anschaffungskosten.

Gewinn