Aus aller Welt: weltweit erste groß angelegte Integration von Lithium- und Natrium-Ionen-Technologie

China Southern Power Grid (CSG) hat die Inbetriebnahme der Energiespeicherstation Baochi in Wenshan in der Provinz Yunnan bekannt gegeben – ein nationales Pilotprojekt und die erste große Hybridanlage zur Energiespeicherung mit Lithium-Natrium-Batterien in China. Diese Kraftwerksanlage ist auch die weltweit erste, die ein Natrium-Ionen-Batteriesystem für die Stromverteilung nutzt.

Mit einer Gesamtinvestition von über 460 Millionen CNY (63,8 Millionen USD) und einer Fläche von 34.000 Quadratmetern ist die Anlage in Baochi für eine installierte Leistung von 200 MW/400 MWh ausgelegt. Auf Basis eines doppelten täglichen Lade- und Entladezyklus kann es bis zu 580 GWh pro Jahr regulieren, was ausreicht, um 270.000 Haushalte zu versorgen, wobei 98 % der Energie aus erneuerbaren Quellen stammt. Die Anlage versorgt mehr als 30 lokale Wind- und Solarkraftwerke und mildert so die Auswirkungen von Stromausfällen und erleichtert die Integration eines hohen Anteils erneuerbarer Energien in das Netz.

Die Station stellt einen technischen Durchbruch dar, da Lithium-Ionen- und Natrium-Batterien am selben Ort integriert sind. Lithium-Batterien, die für ihre Ausgereiftheit und schnelle Reaktionszeit bekannt sind, bewältigen hochfrequente Netzregelungen. Natrium-Batterien, die mit einer chinesischen Proprietärtechnologie entwickelt wurden, bieten eine höhere thermische Anpassungsfähigkeit und eine größere Sicherheit der Rohstoffe. Ihre maximale Leistung und Reaktionsgeschwindigkeit sind angeblich dreimal bzw. sechsmal höher als bei herkömmlichen Natriumbatterien.

Chen Man, Mitglied des Nationalen Technischen Komitees für die Standardisierung der Energiespeicherung, merkte an, dass Natrium aus Salzseen und Meerwasser gewonnen werden kann, was die Abhängigkeit von Lithium verringert. „Allein im chinesischen Salzsee Qarhan sind die Natriumvorkommen 500-mal größer als die weltweiten Lithiumvorkommen”, sagte er und betonte das Potenzial dieser Quelle im Hinblick auf die Skalierbarkeit.

CSG schätzt, dass das Lithium-Natrium-Hybridmodell die Systemkosten im Vergleich zur reinen Natriumspeicherung um etwa 30 % senkt und einen ausgewogeneren Kompromiss zwischen Effizienz und Wirtschaftlichkeit bietet.

Das Werk ist auch ein Pionier bei der Verwendung eines Energiespeichersystems für die Netzbildung, das in der Lage ist, Spannung und Frequenz bei Netzschwankungen oder -ausfällen autonom zu regulieren. Dieses autarke System unterstützt verschiedene Betriebsmodi, darunter schnelle und langsame Lade- und Entladezyklen, und kann als „intelligenter Stabilisator” des Netzes fungieren – damit löst es die langfristigen Einschränkungen herkömmlicher Speichersysteme, die von externen Spannungssignalen abhängig sind.

Die Provinz Yunnan, in der sich das Kraftwerk befindet, hat einen der höchsten Anteile an erneuerbaren Energien in China. Derzeit stammen mehr als 70 % der insgesamt installierten Kapazität von 60 GW aus erneuerbaren Quellen. Es wird erwartet, dass die Anlage in Baochi die jährlichen Einschränkungen durch Wind- und Sonnenenergie um 120 GWh reduzieren wird, wodurch die Auslastungsrate verbessert und eine stabile Energieversorgung aus großen Projekten für erneuerbare Energien in der Wüste gefördert wird.

Der Bau des Baochi-Speichers begann im Oktober 2024 und wurde in einer Rekordzeit von sieben Monaten abgeschlossen. Er wird nach einem hybriden „unabhängigen + gemeinsamen” Modell betrieben, das die Regulierungskapazität des Netzes sicherstellt und gleichzeitig die Erforschung von Marktmechanismen für den Stromhandel ermöglicht. Der Jahresumsatz soll 80 Millionen CNY übersteigen.

Branchenexperten betrachten das Baochi-Projekt als Meilenstein in der Kommerzialisierung der Natrium-Ionen-Batterietechnologie und als wertvolle Testplattform für die Energiespeicherung für die Netzbildung und die Integration verschiedener Energiearten. Mit der Entwicklung von Standardisierungsrahmen könnten sich Lithium- und Natrium-basierte Hybridsysteme in chinesischen Regionen mit reichhaltigen erneuerbaren Ressourcen wie Tibet, Xinjiang und Gansu verbreiten. Es wird erwartet, dass die Energiespeicherung für die Stromnetzbildung bis 2030 bis zu 40 % des chinesischen Marktes für neue Energiespeicherformen ausmachen wird.