Salz oder Lithium

Salz oder Lithium - kein Widerspruch

In der modernen Batterietechnologie stehen sich die etablierte Lithium-Ionen-Chemie und die aufstrebende Natrium-Ionen-Technik gegenüber, die beide auf dem Prinzip des Ionentransports zwischen zwei Elektroden basieren, jedoch grundverschiedene Rohstoffe nutzen.

Während die Lithium-Ionen-Batterie aufgrund der Leichtigkeit und hohen Reaktivität des Lithiums eine sehr hohe Energiedichte erreicht und damit ideal für Anwendungen mit begrenztem Platz wie Smartphones oder Langstrecken-Elektroautos ist, punktet die Natrium-Ionen-Batterie durch die fast unbegrenzte Verfügbarkeit von Natrium, das kostengünstig aus herkömmlichem Salz gewonnen werden kann. Dieser technologische Unterschied führt dazu, dass Natrium-Akkus zwar etwas schwerer und größer sind, aber in Bereichen wie der stationären Energiespeicherung (BESS, USV`s für Rechnerzentren, Quartierspeicher), bei günstigen Stadtautos und in extremen Klimazonen ihre Überlegenheit ausspielen.

Vorteil Natrium-Ionen

Ein entscheidender Vorteil der Natrium-Ionen-Batterie liegt in der Wirtschaftlichkeit und Rohstoffunabhängigkeit, da sie ohne teure und oft unter problematischen Bedingungen gewonnene Metalle wie Kobalt, Nickel oder Lithium auskommt. Technisch ermöglicht Natrium zudem den Einsatz von günstigem Aluminium statt teurem Kupfer für beide Stromabnehmer in der Zelle, was die Materialkosten weiter senkt. In der Praxis erweist sich die Natrium-Technik zudem als deutlich robuster gegenüber Kälte, da sie selbst bei Temperaturen von bis zu -20 °C noch den Großteil ihrer Kapazität bereitstellt und schnellladefähig bleibt, während herkömmliche Lithium-Akkus in diesen Bereichen stark an Leistung verlieren und die Gefahr des Dendriten-Wachstums besteht (Gefahr des Kurzschlusses auf Zellebene). Auch in puncto Sicherheit und Logistik ist Natrium überlegen: Die Zellen sind thermisch stabiler, was das Brandrisiko senkt, und sie können für den Transport vollständig auf 0 Volt entladen werden, ohne Schaden zu nehmen, was sie im Gegensatz zu Lithium-Batterien zu einem völlig unbedenklichen Transportgut macht. Sie sind damit auch eine potentielle Substitution zu Blei-Säure-Batterien in Fahrzeugen und Unterbrechungsfreien Stromversorgungen, z.B. für Bestandteile der kritischen Infrastruktur, die auch bei Stromausfall weiter funktionieren müssen.

Die Frage, ob Natrium-Zellen tatsächlich günstiger sind, lässt sich derzeit mit einem Blick auf den Markteintritt im Jahr 2026 beantworten. Aktuell befinden sich die Kosten für Natrium-Ionen-Zellen auf einem ähnlichen Niveau wie die der günstigsten Lithium-Varianten (LFP), da der enorme Preisvorteil des Rohstoffs noch durch die fehlenden Skaleneffekte der Massenproduktion kompensiert wird – von den Rohstoffen über die Lieferketten bis zur Produktion ist die LION-Batteriefertigung seit Jahren auf Kosteneffizienz getrimmt. Während Natriumkarbonat nur einen Bruchteil dessen kostet, was für Lithiumkarbonat aufgerufen wird (600-800$ gegenüber >>10.000$), profitieren Lithium-Batterien von jahrzehntelang optimierten Lieferketten. Man schätzt, dass erst jenseits der 100 GWh Fertigungskapazität die Natrium-Batterie ihre Kostenvorteile voll ausspielen kann (als Massenprodukt! Für Spezialanwendungen zählen andere Vorteile als der reine Preis).

Nachteile?

Einschränkend muß man allerdings auch erwähnen, dass der günstigere Preis durch die geringere erreichbare Energiedichte (höheres Volumen und höheres Gewicht für gleiche Energiedichte; Balance of Plant-Kosten) einen Teil des Preisvorteils kappt, denn es ist mehr Batterie-Aktivmaterial und Gehäuse/Peripherie notwendig für dieselbe Speicherkapazität). Allerdings benötigt die hohe Toleranz gegenüber hohen und niedrigen Temperaturen auch keine komplexen und teuren Heiz- oder Kühlsysteme im Batteriepack.

Experten und Marktführer wie CATL, die 2026 mit der großflächigen Serienfertigung beginnen wollen, prognostizieren, dass Natrium-Batterien mit zunehmender Skalierung (Economy of Scale) etwa 20 % bis 30 % günstiger sein werden als die preiswertesten Lithium-Modelle. Zusammen mit ihren anderen Vorteilen wie Kälte-Robustheit, einer vergleichbaren Zyklenfestigkeit und höhere Betriebssicherheit wird die Natrium-Ionen-Batterie in den kommenden Jahren vermutlich zur bevorzugten Lösung für stationäre Heimspeicher und die kostengünstige Elektromobilität werden, während Lithium weiterhin das Premiumsegment für hohe Reichweiten dominiert.