Batteriespeichersysteme

Next-Generation Batteries

Elektrische Batteriespeichersysteme werden heute als wichtige technologische Voraussetzung zur Netzintegration erneuerbarer und sauberer Energiequellen (wie etwa Windenergie oder Photovoltaik) sowie für  die Elektrifizierung des Transportsektors und somit für den Übergang  hin zu einer dekarbonisierten Gesellschaft gesehen. Die Energiespeicherung ist der gemeinsame Nenner, der den Transport- mit dem Energiesektor verbindet: sowohl Elektromobilität als auch stationäre Anwendungen werden über die Energiespeicherung zusammengedacht, auch wenn in den realen Anwendungen verschiedene Rahmenbedingungen zum Tragen kommen.

Quelle: frankpeters/iStock/thinkstock

Die bisherigen Erfolge in der Weiterentwicklung elektrischer Batteriespeichersysteme, durch die Verbesserungen der technischen Leistungsfähigkeit (Energie- und Leistungsdichte, thermische Stabilität, Lebensdauer) erreicht werden konnten, tragen zur Verbreitung  stationärer Speichersysteme und Elektrofahrzeuge bei. Für den weiteren erfolgreichen Ausbau sowohl der Elektromobilität als auch wettbewerbsfähiger erneuerbarer und sauberer Energiesysteme werden jedoch noch substanzielle Verbesserungen im Bereich der Technologie und Kosteneffizienz elektrischer Batteriespeichersysteme benötigt.

Die Wettbewerbsfähigkeit neuer fortschrittlicher Energiespeichersysteme sowie nachhaltiger Batterie-Elektrofahrzeuge hängt stark von der Leistungsfähigkeit und den Kosten der verwendeten Batteriespeicher bzw. –zellen ab sowie von den zur Produktion der Batteriezellen verwendeten Materialien. Dies gilt insbesondere für den dynamischen Elektrofahrzeug-Markt. Die globale Produktion von Traktionsbatterien für Elektrofahrzeuge wird derzeit von asiatischen Unternehmen dominiert, welche mehr als 90 Prozent der globalen Produktionskapazität kontrollieren. Diesen Rückstand aufzuholen, ist eine extreme Herausforderung für europäische Unternehmen.

Europa muss die Entwicklung kostengünstigerer und nachhaltiger Batteriespeicherlösungen forcieren.  Neben der Forschung zu verbesserter Elektrochemie und neuen Materialien für Batteriespeicher (z. B. fortschrittliche Li-Ionen, Feststoff- und Post-Li-Ionen Technologien) muss die gesamte Wertschöpfungskette sowie der Lebenszyklus der elektrischen Batteriespeichersysteme betrachtet werden. Dazu gehören der Zugang zu Rohmaterialien, innovative fortschrittliche Materialien und Nanotechnologie, Modellierung, Produktion, Recycling und Weiterverwendung (second life) sowie die Bewertung der  Ökobilanz, der Umweltauswirkungen und auch  der Aufbau beruflicher Aus- und Weiterbildungsmaßnahmen zu innovativen Batteriespeichersystemen. 

Im Oktober 2017 wurde die Europäische Batterie-Allianz ins Leben gerufen. Diese soll als industriegeleitete Joint Initiative einer technologischen Abhängigkeit der Versorgung mit Batteriezellen zuvorkommen und sicherstellen, dass Europäische Unternehmen in dem noch jungen Markt der elektrischen Batteriespeichersysteme einen signifikanten Marktanteil erzielen können.

Fördermöglichkeiten

Das Spektrum an Aktivitäten im Bereich der Batteriespeichersysteme umfasst Herausforderungen und Ziele mit unterschiedlichen Wirkungshorizonten. Kurzfristige Forschung zu Produktionsprozessen für Batteriespeichersysteme und fortschrittlicher Li-Ionen Elektrochemie wird ergänzt durch kurz- bis mittelfristige Forschungsaufgaben zur

  • Elektrochemie von Feststoffspeichern,
  • Modellierungsmethoden,
  • Neue Materialien für stationäre elektrische Batteriespeicher,
  • Hybrid-Batterie-Systeme,
  • Batteriespeichersysteme der nächsten Generation für die stationäre Energiespeicherung,
  • Weiterentwicklung und Validierung von Batteriespeichern und Batterie-Managementsystemen,
  • Vernetzung von Pilot-Produktionsanlagen und
  • Stärkung der beruflichen Aus- und Weiterbildung.

Next Generation Batteries

  • LC-BAT-1-2019: Strongly improved, highly performant and safe all solid state batteries for electric vehiclesi
  • LC-BAT-2-2019: Strengthening EU materials technologies for non-automotive battery storagei
  • LC-BAT-3-2019: Modelling and simulation for Redox Flow Battery development
  • LC-BAT-4-2019: Advanced Redox Flow Batteries for stationary energy storage
  • LC-BAT-5-2019: Research and innovation for advanced Li-ion cells (generation 3b)ii
  • LC-BAT-6-2019: Li-ion Cell Materials & Transport Modellingii
  • LC-BAT-7-2019: Network of Li-ion cell pilot linesii
  • LC-BAT-8-2020: Next-generation batteries for stationary storage
  • LC-BAT-9-2020: Hybridisation of battery systems for stationary energy storage
  • LC-BAT-10-2020: Next generation and realisation of battery packs for BEV and PHEVii
  • LC-BAT-11-2020: Reducing the cost of large batteries for waterborne transportii

A large-scale research initiative on Future Battery Technologies

  • LC-BAT-12-2020: Novel methodologies for autonomous discovery of advanced battery chemistriesi
  • LC-BAT-13-2020: Sensing functionalities for smart battery cell chemistriesi
  • LC-BAT-14-2020: Self-healing functionalities for long lasting battery cell chemistriesi
  • LC-BAT-15-2020: Coordinate and support the large scale research initiative on Future Battery Technologies

iZu den Themen LC-BAT-1, -2, -12, -13 und -14 berät Sie die NKS Werkstoffe.

iiZu den Themen LC-BAT-5, -6, -7, -10 und -11 berät Sie die NKS Verkehr.

*Bitte beachten Sie, dass diese Informationen auf Basis des am 2. Juli 2019 von der Europäischen Kommission veröffentlichten Arbeitsprogramms 2018-2020 der "Cross-cutting Issues" unter Horizont 2020 zusammengestellt wurden. Versäumen Sie bitte nicht, sich im Funding & Tenders Portal aktuell über Fördermöglichkeiten zu informieren.

Energiepolitischer Kontext

Der „Strategic Energy Technology Plan“ (SET-Plan) führt die 2030-Ziele der Energy Union in sogenannten Key Actions genauer aus. Spezifische Ziele der Key Actions werden in sogenannten „Declarations of Intent“ formuliert. Diese können Sie auf SETIS, dem „SET-Plan Information System“ nachlesen.

Kontakt

Simon Serowy

02461 61-1846
s.serowy@fz-juelich.de