Neuer Schweizer Rost-Speicher schlägt jeden Lithium-Akku!

Dieser Speicher aus einfachen Materialien kann ein Wohnhaus zu 100 % autark versorgen. Er hat eine Kapazität von bis zu 10 Megawattstunden – genug für gleich vier Häuser – ist überraschend günstig und nimmt nur minimalen Platz ein. Ein Gamechanger für die Energiespeicherung zu Hause. Entwickelt wurde der Speicher an der ETH Zürich, und die Ergebnisse sind so beeindruckend, dass schon jetzt eine Pilotanlage gebaut wird, die 20 % des Energiebedarfs des gesamten Unicampus decken soll.

Der neue Speicher ist aber nicht nur günstig, sondern auch zu 100 % sicher, da er nicht brennen kann und selbst Sprengungen übersteht. Dem größten Speicher der Menschheit, der jetzt gerade in den USA gebaut wird, ist der Schweizer Speicher um Größenordnungen überlegen. Das Spektakuläre ist jedoch, dass das Verfahren zur Energiespeicherung an sich über 120 Jahre alt ist, aber total in Vergessenheit geriet. Genutzt wird zur Energiespeicherung nur reines Eisen, welches durch eine spezielle Eigenschaft Wasserstoff wie einen Schwamm aufnehmen kann, und das obwohl Eisen und Wasserstoff an sich eigentlich überhaupt nicht miteinander reagieren wollen.

Wie also funktioniert dieser Speicher im Detail? Was macht ihn so viel besser als die meisten anderen Konzepte? Und lohnt sich diese Technologie für Privatpersonen wirklich? All diese Fragen werden beantwortet, wenn wir verstehen, warum diese Technologie überhaupt in Vergessenheit geriet. Ein tragischer Fehler. Um das Jahr 1900 herum war man auf der Suche nach einem Verfahren, um hochreinen Wasserstoff herstellen zu können. Zur damaligen Zeit war die Elektrolyse an sich auch schon bekannt. Man wusste also, dass man mittels elektrischer Energie Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff aufspalten kann. Das Verfahren war jedoch vor 125 Jahren alles andere als günstig oder praktikabel. Die Stromgewinnung steckte noch in ihren Kinderschuhen; dafür jedoch gab es massenhaft günstige Brennstoffe wie Kohle und jede Menge Dampfkessel. Gefunden werden musste also ein Verfahren, das Wasserstoff irgendwie mit Wärme erzeugt, und genau das gelang.

In Verbindung mit Hitze verhielten sich Eisen und Wasser sehr seltsam: Das Eisen rostete, und das Wasser löste sich auf. Schnell haben die Menschen verstanden, warum: Der Sauerstoff aus dem Wasser wandelte das Eisen in Eisenoxid um; der übrigbleibende Wasserstoff entwich als hochreines Gas. Eine Reaktionsgleichung, die hätte in die Geschichte eingehen können. Laut einer Patentsschrift wurde nämlich das Eisen bei der Wasserstoffproduktion noch nicht einmal irgendwie verbraucht. Der Prozess war vollkommen umkehrbar, so konnte man mit Wasserstoff und Eisenoxid auch wieder Wasserdampf und Eisen erzeugen. Möglich, aber auch – und das war damals praktikabler bzw. das eigentliche Ziel – ein Reduktionsgas zu verwenden. Dieses Gas wurde ebenfalls nur mit Kohle, Dampfkesseln und Vergasern erzeugt. Erstmals konnte man große Mengen Wasserstoff günstig produzieren, und das ohne großen Materialverbrauch. Der Prozess war aber flexibel: Er konnte nicht nur Wasserstoff erzeugen, sondern diesen auch theoretisch hocheffektiv einspeichern – nur mit einfachen Materialien, günstig und in Massen überall skalierbar.

Doch nur wenige Jahre später setzten die Elektrolyse und die Dampfreformierung dieser Wasserstoffsynthese ein schnelles Ende. Sie waren bei der Wasserstoffherstellung nochmals günstiger, und die Fähigkeit, Wasserstoff zu speichern, war damals praktisch nicht vonnöten. Doch Forscher der ETH Zürich haben einen Blick in die Vergangenheit gewagt und entschlossen, dieses vergessene Verfahren mit moderner Technik wiederzubeleben. Jetzt endlich könnte die Welt von der Entdeckung vor über 120 Jahren profitieren. Speicher werden jetzt in Massen benötigt: Privatpersonen können Solarstrom vom Dach puffern; Netzbetreiber und Konzerne das Stromnetz stabilisieren. Welch gigantische Rolle der neue Speicher aber spielen könnte, haben die Forscher der ETH Zürich vollkommen unterschätzt. Eigentlich startete das Ganze als kleines Forschungsprojekt. Genutzt wurden noch nicht einmal irgendwie optimierte oder besonders reine Materialien, und doch waren die Testergebnisse überwältigend.

Vorher aber eine kleine Anmerkung: Akkusysteme für zu Hause gibt es nicht nur als Powerbank oder als festen Solarspeicher. Die neue Ecoflow Delta Pro 3 Power Station vereint die Vorteile aus allen Welten in einem einzigen Gerät. Die Powerstation hat unglaubliche 4 bis 12 Kilowattstunden Speicherkapazität. Sie ist Steckersolarkompatibel, aber auch vollkommen portabel – ein perfekter Allrounder, nicht nur für Urlaube oder Stromausfälle, sondern auch für den Dauerbetrieb. Man kann das System nämlich am Netz, aber auch netzunabhängig betreiben. So in dieser Form ist das einmalig, und obwohl das System mit Technik vollgepackt ist, ist das Gerät extrem leise (unter 30 dB). Aufladen kann man das System übrigens von 0 auf 80 % in nur einer einzigen Stunde. Bis zu 7000 Watt Aufladeleistung sind möglich. Für kurze Zeit gibt es jetzt bis zu 1031 € Rabatt, und wer zum Speicher auch noch einen Wechselrichter dazu kauft, spart noch mal weitere 500 €, weil in Deutschland die Mehrwertsteuer auf Balkonsysteme entfällt. Man bekommt also den Speicher plus Wechselrichter für 500 € weniger als nur den Speicher – ein einmaliger Deal. Der Link ist in der Videobeschreibung und dem angepinnten Kommentar.

Doch nun zu den Forschungsergebnissen der ETH Zürich: Sie bauten eine Anlage aus mehreren Edelstahltanks, die mit jeweils 250 kg Eisenoxidpulver gefüllt wurden – gemahlenes, aber nicht irgendwie anderweitig vorbehandeltes Eisenerz. Verbunden wurde dieses System mit einer Elektrolyseeinheit, welche Wasserstoff mit überschüssigen Strom aus Solarmodulen herstellt. Um den Speicher zu laden, wird das Eisenoxidpulver auf knapp 400 °CUS erhitzt und anschließend mit Wasserstoff durchspült. Dadurch binden sich knapp 30,1 kg Wasserstoff an einen Kubikmeter Metall; es entsteht hochreines Eisen. Um diesen geladenen Speicher nun wieder zu entladen, wird der Prozess ganz einfach umgekehrt: Man leitet Wasserdampf in den Tank, der das Eisen wieder zu Eisenoxid oxidiert; der übrigbleibende Wasserstoff wird frei – exakt genauso wie vor 120 Jahren in Wasserstofffabriken. Die Effizienz dieses Ansatzes kann bis zu 79 % betragen, so die Forscher der ETH Zürich. Das ist absolut konkurrenzfähig, und das wirklich Besondere: Mit der Speicherdauer wird diese Effizienz nicht merklich verringert. Was ich persönlich aber spannend finde, ist der Umstand, dass die Wärmeverluste zur Erhitzung des Speichers direkt im Gebäude genutzt werden können. So gesehen wird also die schlechte Effizienz des Wasserstoffs, welche durch Naturgesetze begrenzt ist, zusätzlich ausgehebelt: Wärme wird in Wohngebäuden sowieso gebraucht. Die Lebensdauer des Speichers wird auf 20 Jahre geschätzt, wobei Prognosen auch durchaus 40 Jahre für möglich halten. Nicht überraschend also fällt die Bilanz für Privatgebäude wirklich interessant aus. Dazu kommen wir aber gleich noch, denn spektakulär ist, wie der Speicher jetzt bereits im internationalen Vergleich abschneidet.

Der größte Hightech-Speicher der Menschheit wird jetzt gerade in den USA gebaut, aber laut diversen Einschätzungen ist die Erfindung der ETH Zürich diesem Speicher schon jetzt eindeutig überlegen. Die USA hatte den Plan, mit ihrem Eisenspeicher neue Maßstäbe zu setzen. Im Minnesota entsteht ein 8,5 GWh-Speicher auf der Basis von Eisen und Luft. Auch hier setzt man auf Rost, allerdings ohne den Wasserstoff, also direkt. Nun könnte man ja meinen, dass diese Technologie entsprechend hocheffizient, besonders langlebig und vor allem flexibel ist – immerhin wird gleich ein Speicher im Gigawattstunden-Maßstab gebaut, investiert werden hunderte Millionen Dollar. Aber weit gefehlt: In scheinbar allen Punkten ist der Speicher aus Zürich besser. Angeührt wird in Forschungsarbeiten als großer Nachteil der amerikanischen Technik vor allem der Ladeprozess und dessen Dauer. Die Aufladung von Eisen-Luft-Speichern dauert Tage bis Wochen. Auf die allbekannten Stromspitzen von Solar und Wind, die auch stundenbasiert auftreten können, kann man mit einem solchen Speicher also nicht irgendwie agil reagieren. Der Speicher der Amerikaner braucht eine kontinuierliche Leistung. Der Schweizer Speicher jedoch löst dieses Problem, weil er Wasserstoff als Brücke nutzt: Man kann den Wasserstoff flexibel herstellen und dann kontinuierlich in den Speicher einfließen lassen. Besonders katastrophal ist aber der Umstand, dass der Speicher der USA laut aktuellen Forschungsarbeiten eine Entladerate von knapp 1 bis 2 % pro Tag hat. Für Saisonspeicher, die Strom aus dem Sommer im Winter bereitstellen sollen, ist das ein sehr schlechter Wert. Vom Sommer bis in den Winter können wir durchaus Verluste im Bereich von 50 bis 70 % erwarten. Auch hier liegt der Speicher aus Zürich eindeutig vorne, und der Grund dafür ist so simpel wie genial: Der Prozess, der in den USA für den Verlust sorgt, ist tatsächlich die Wasserstoffeisenreaktion, die die Schweizer ausnutzen. Eisen und Wasser haben das natürliche Bestreben, miteinander zu reagieren. Die Amerikaner arbeiten gegen diese Natur der Dinge an; die Schweizer hingegen nutzen sie aus, und genau das macht diese Technologie so beeindruckend.

Eisen rückt gerade global in den Fokus der Energiespeichertechnik. Eisen ist in so großen Massen verfügbar, dass allein 1 % der globalen Abbaukapazitäten reichen, um die gesamte Welt mit Stromspeichern zu versorgen. Aber nicht in den USA, die das eigentlich erreichen wollte, sondern in Europa scheint der Durchbruch gelungen zu sein – eine überraschend positive und optimistische Nachricht. Was sind nun aber die harten Zahlendaten und Fakten? Wie sehr lohnt sich dieses System auch für Privatpersonen zu Hause? Der große Vorteil ist neben dem Preis und den einfachen Materialien vor allem der Umstand, dass keine besonderen Sicherheitsauflagen existieren. Die Reaktion läuft unter normalem Druck ab, und freier Wasserstoff ist im fertig geladenen Zustand kaum noch enthalten. Im Grunde ist ein geladener Akku dieser Art einfach nur ein Tank mit verrostetem Metall. Von einem solchen Speicher geht keine Gefahr aus: Er brennt nicht, explodiert nicht, er übersteht sogar einen Großbrand. Damit ist die Genehmigung denkbar einfach. Ebenfalls ist die Installation gänzlich unproblematisch, und da die Anlage verhältnismäßig wartungsfrei ist, kann man diese auch in den Boden einlassen.

Eben, da der Speicher so vielversprechend ist, haben die Forscher zur Gewinnung diverser Daten im Eiltempo die erste größere Pilotanlage errichtet. Sie besteht aus 1,4 Kubikmeter großen Tanks und kann langfristig rund 10 Megawattstunden Wasserstoff speichern. Je nachdem, wie man den Wasserstoff in Strom umwandelt, werden daraus dann 4 bis 6 Megawattstunden. Das ist genug, um gleich zwei bis drei ganze Wohnhäuser ein Jahr zu versorgen. Durch den Winter bringt allein der Forschungsspeicher so gesehen 6 bis 8 Wohnhäuser. Bis 2026 wollen die Forscher die Anlage weiter ausbauen: Ein Fünftel des Strombedarfs des ETH-Campus soll im Winter gedeckt werden. Und tatsächlich haben die Forscher auch bereits ermittelt, wie viel Speicherplatz ein Wohnhaus braucht. Ausreichend für ein typisches Einfamilienhaus in Deutschland sind nur 1,1 bis 1,6 Kubikmeter Speicherplatz. Das ist überraschend wenig; das entspricht ungefähr dem Ölreservoir vieler Bestandsbauten. Hier sieht man eine ganz einfache Approximation der Wirtschaftlichkeit auf Basis der aktuellen Daten. Fakt ist: Dieser Speicher kann wirklich eine Lösung für zu Hause werden und vor allem auch als Großspeicher eingesetzt werden. Hier wird dann noch mal von Skaleneffekten profitiert, wodurch die Wirtschaftlichkeit noch mal besser ausfällt. Und auch wenn viele Daten noch nicht ganz optimal sind, ist der Speicher im Direktvergleich erheblich mächtiger als viele andere Projekte auf der gesamten Welt. Damit ist klar, dass der Dachraum definitiv noch die Fähigkeiten dazu hat, geniale Erfindungen zu entwickeln, die die gesamte Welt voranbringen.

Die Energiespeichertechnik ist ein Milliardenmarkt – ein Milliardenmarkt der Zukunft. Und die gute Nachricht: Wir sind noch nicht abgehängt. Wir können das Ruder rumreißen, wenn wir keine Fehlentscheidung treffen. Gleiches gilt auch definitiv für die Autoindustrie. Zwar ist China mittlerweile Autoexport-Weltmeister, während deutsche Konzerne Umsatzrückgänge haben, aber das Blatt kann definitiv noch gewendet werden. Aber nun bahnen sich große strukturelle Fehlentscheidungen an. Insider-Dokumente belegen, dass China in Deutschland VW-Werke kaufen möchte, und tatsächlich sei VW sogar für Verhandlungen jeglicher Art offen. Nicht nur ist der symbolische Effekt dieser Meldung brachial, es gibt auch direkte wirtschaftliche Folgen. Wenn du mehr darüber wissen möchtest, klicke auf das angezeigte Video. Abonniere außerdem gerne diesen Kanal, um neue Videos nicht zu verpassen.