EU-Projekt „Smhyles“ EU-Projekt Smhyles: 3 innovative Einsatzmöglichkeiten des neuen Hybrid-Energiespeichers

Eine der größten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts stellt der Wechsel zu klimaneutralen Energiequellen dar. Eine Schlüsselrolle spielt hierbei die zuverlässige Energiespeicherung, denn Erzeugungs- und Lastspitzen im Stromnetz erfordern flexible Speichersysteme, die für vielfältige Anwendungen einsetzbar sind.

Das kürzlich gestartete EU-Projekt Smhyles will neuartige, nachhaltige und sichere Hybrid-Energiespeichersysteme auf Salz- und/oder Wasserbasis entwickeln, die jeweils zwei Speichertechnologien kombinieren und zugleich lange Speicherdauer mit hoher Leistungsdichte vereinen. Die neuen Systeme mit geringem Bedarf an kritischen Rohstoffen sollen auch zur Energieunabhängigkeit Europas beitragen. Das von Fondazione Bruno Kessler (Italien) koordinierte Smhyles-Projekt wird seit Januar 2024 von der EU im Rahmen von „Horizon Europe“ mit rund 6 Millionen Euro für einen Zeitraum von vier Jahren gefördert. Dem Konsortium gehören 16 Partner aus sieben Ländern an.

Die Stärken zusammenführen

Jede Speichertechnologie weist technische und wirtschaftliche Merkmale auf, die sie für bestimmte Anwendungen prädestinieren. Zu diesen Merkmalen gehören zum Beispiel Energie- und Leistungsdichte, Reaktionszeit, Umweltverträglichkeit und Sicherheit. So besitzen beispielsweise Redox-Flow- und Salz-Batterien eine große Speicherkapazität, lassen sich aber nur langsam auf- und entladen. Ein Superkondensator hingegen verfügt über kurze Ladezeiten, kann aber nicht viel Energie über lange Zeit speichern. Erst durch die effiziente Kombination beider Eigenschaften erhält man die nötige Leistung und Flexibilität im Einsatz.

„Moderne Energiespeichersysteme müssen Versorgungssicherheit, Leistung und Sicherheit gewährleisten, über eine flexible Managementsoftware verfügen und möglichst nachhaltig und umweltverträglich hergestellt und betrieben werden“, betont Smhyles-Koordinator Edoardo Macchi, Head of Battery and Electrification Technologies Unit bei Fondazione Bruno Kessler in Trento, Italien.

Speichersysteme kombinieren

Das übergeordnete Ziel des Smhyles-Projektes ist die Entwicklung und Demonstration neuartiger, sicherer und nachhaltiger Hybrid-Energiespeichersysteme im industriellen Maßstab. In dem Projekt sollen ein Superkondensator auf Wasserbasis und eine Redox-Flow-Batterie beziehungsweise eine Salz-Batterie zu neuartigen Energiespeichersystemen kombiniert werden.

Die in Smhyles entwickelten hybriden Speichersysteme sollen Energie über einen mittleren bis langen Zeitraum speichern und sehr schnell bereitstellen können. Gleichzeitig sollen sie anwendungssicher, weil nicht leicht entflammbar, kostengünstig und wiederverwertbar sein, und dazu beitragen, den Einsatz von kritischen Rohstoffen zu reduzieren. Im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen sollen die neuen Speichersysteme einen um 40 % gesenkten CO2-Fußabdruck – auch dank neuartiger Recyclinglösungen – und eine um 20 % höhere Zuverlässigkeit sowie Verfügbarkeit aufweisen, was die auf erneuerbaren Energien basierenden Stromnetze widerstandsfähiger machen dürfte.

Smhyles: Demonstrationsanlagen in Portugal und Deutschland

Die in Smhyles geplanten Aktivitäten umfassen die Entwicklung, den Bau, den Einsatz und die Demonstration eines wasserbasierten hybriden Energiespeichersystems (Aqueous Hybrid Energy Storage System) und eines salzbasierten hybriden Energiespeichersystems (Salt-based Hybrid Energy Storage System) sowie eine Erweiterung der Speicherdauer eines existierenden Hybrid-Systems. In drei Pilotanlagen in Portugal und Deutschland werden in der zweiten Projekthälfte verschiedene Anwendungsfälle für zwölf Monate erprobt:

• 1. Inselnetz (Portugal, Graciosa): netzunabhängiges Energiesystem mit der Installation eines Nickel-Kohlenstoff-Superkondensators auf Wasserbasis und einer Salzbatterie zur Unterstützung des Stromnetzes der Insel,

• 2. industrielles Mikronetz (Portugal, Maia): Weiterentwicklung einer Vanadium-Redox-Flow-Batterie und Kombination mit einem wasserbasierten Superkondensator mit dem Ziel, den Anteil erneuerbarer Energiequellen am Energiemix zu erhöhen und das Aufladen von Elektrofahrzeugen zu unterstützen,

• 3. Pilotanlagen-Erweiterung (Pfinztal, Baden-Württemberg): Kapazitätserweiterung einer Redox-Flow-Batterie sowie Kombination mit einem Superkondensator (aus dem EU-Projekt „Hyflow“, Vorgängerprojekt von Smhyles) und einer Windkraftanlage, was eine mehrtägige Energiespeicherung ermöglichen und die Netzsicherheit erhöhen soll.

Über das Projekt Smhyles

Das EU-Projekt Smhyles entwickelt neuartige salz- und wasserbasierte Hybrid-Energiespeichersysteme im industriellen Maßstab. Im Januar 2024 gestartet und bis Dezember 2027 laufend, wird das Projekt von der Fondazione Bruno Kessler, Centre for Sustainable Energy (Italien), koordiniert und in Kooperation mit 15 anderen Partnern aus Deutschland, Italien, Portugal, Schweiz, Spanien, Tschechien und Tunesien durchgeführt. Die EU fördert das Vorhaben unter dem europäischen Rahmenprogramm für Forschung und Innovation Horizon Europe mit rund 6 Millionen Euro. Davon gehen circa 630.000 Euro an bayerische Akteure. Aus Bayern beteiligen sich die Hochschule für angewandte Wissenschaften Landshut (Prof. Pettinger, Koordinator des EU-Projektes Hyflow) und die Bayerische Forschungsallianz (Bayfor).

Zur Bayerischen Forschungsallianz

In der Antragsphase unterstützte Bayfor den Koordinator und das Konsortium bei der fachlich-inhaltlichen Konzeptionierung des EU-Antrags, bei der Klärung finanzieller und administrativer Fragen sowie bei der Konsortialbildung. Die Forschungsallianz konnte auch die Koordinatoren von zwei vorangegangenen, ebenfalls von Bayfor unterstützten EU-Projekten (Hyflow und „Twinvector“) am Konsortium beteiligen. Bayfor übernimmt als geförderter Partner in Smhyles die Aufgaben der Kommunikation mit der Öffentlichkeit und interessierten Fachkreisen sowie der Netzwerkbildung mit anderen Projekten und Partnern. Die vom Bayerischen Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst geförderte Bayerische Forschungsallianz berät und unterstützt bayerische Akteure aus Wissenschaft und Wirtschaft (insbesondere KMU) umfassend beim Einwerben von europäischen Fördermitteln für Forschung, Entwicklung und Innovation. Der Schwerpunkt liegt dabei auf dem Rahmenprogramm für Forschung und Innovation der EU, Horizon Europe. Die Bayfor ist Partner im Enterprise Europe Network und in der Bayerischen Forschungs- und Innovationsagentur.