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Laut einem Bericht der Internationalen Agentur für Erneuerbare Energien (IRENA) könnten Natriumionenbatterien (SIBs) eine vielversprechende Alternative zur Kostenreduzierung gegenüber Lithiumionenbatterien (LIBs) darstellen.

Die AgenturNatrium-Ionen-Batterien: Ein TechnologieüberblickLaut dem Bericht gewann die Bedeutung von SIBs erstmals im Jahr 2021 an Bedeutung, als die Preise für Lithiumcarbonat in die Höhe schnellten. Da die Lithiumpreise seither jedoch wieder gesunken sind, bleibt abzuwarten, ob SIBs langfristig eine günstigere Alternative zu LIBs darstellen werden.

Der Bericht fügt jedoch hinzu, dass SIBs gegenüber LIBs möglicherweise noch einen Wettbewerbsvorteil behalten könnten, da einige Hersteller erwarten, dass die Kosten für SIB-Zellen auf 40 $/kWh sinken werden, sobald die Produktion hochgefahren ist.

Natrium-Ionen-Batterien (SIBs) bieten gegenüber Lithium-Ionen-Batterien (LIBs) einen potenziellen Vorteil aufgrund der reichlichen Verfügbarkeit von Natrium, einem Material, das deutlich günstiger als Lithium ist. Laut IRENA lag der Preis für Natriumcarbonat zwischen 2020 und 2024 zwischen 100 und 500 US-Dollar pro Tonne, während der Preis für Lithiumcarbonat im gleichen Zeitraum zwischen 6.000 und 83.000 US-Dollar pro Tonne schwankte.

Natrium ist in der Erdkruste etwa 1.000 Mal häufiger als Lithium und in den Ozeanen etwa 60.000 Mal häufiger, was IRENA zu der Annahme veranlasste, dass Natriumionenbatterien dazu beitragen könnten, den Druck auf die Lieferkette zu verringern und die Batterielandschaft zu diversifizieren, insbesondere angesichts des zunehmenden Einsatzes von Elektrofahrzeugen, die bis 2050 voraussichtlich 90 % des Straßenverkehrs ausmachen werden.

Die Behörde schlug außerdem vor, dass bei der Herstellung von Natriumionenbatterien (SIBs) kostengünstigere Materialien verwendet werden könnten, wie zum Beispiel generell billigere Kathodenmaterialien wie Mangan und Eisen, und dass anstelle von Kupferkollektoren in Lithiumionenbatterien Aluminiumkollektoren verwendet würden.

Natriumionenbatterien (SIBs) bieten laut Bericht aufgrund der noch jungen Technologie ein höheres Kostensenkungspotenzial als Lithiumionenbatterien (LIBs). Die Produktionskapazität von SIBs soll dieses Jahr bis zu 70 GWh erreichen, wobei der Schwerpunkt auf China liegt und Kathoden mit geschichteten Metalloxiden dominiert werden.

Während die Produktionskapazität bis zum Ende des Jahrzehnts voraussichtlich auf 400 GWh jährlich ansteigen wird, weist IRENA darauf hin, dass hinsichtlich der zukünftigen Marktdurchdringung von SIBs noch Unsicherheit besteht, wobei die Nachfrageprognosen aus verschiedenen Quellen bis zum Ende des Jahrzehnts zwischen 50 GWh und 600 GWh jährlich liegen.

Neben Elektrofahrzeugen sieht IRENA großes Potenzial für Natriumionenbatterien (SIBs) in stationären, großtechnischen Energiespeichern, da sie vielversprechende Sicherheitsmerkmale, gute Leistung über einen breiten Temperaturbereich und wettbewerbsfähige Lebensdauern bieten. Aufgrund ihrer Sicherheit könnten SIBs auch in Umgebungen mit niedrigen und hohen Temperaturen eine besonders wichtige Rolle spielen und dort Lithiumionenbatterien (LIBs) übertreffen.

IRENA ergänzt, dass das Potenzial von Natriumionenbatterien (SIBs) zwar beträchtlich sei, der zukünftige Kapazitätsausbau jedoch weiterhin unklar bleibe. Herausforderungen bestünden darin, eine ausreichende Nachfrage und eine stabile Lieferkette sicherzustellen. Die Agentur betont außerdem, dass SIBs nicht als vollständiger Ersatz für Lithiumionenbatterien (LIBs) betrachtet werden sollten, sondern vielmehr als ergänzende Technologie, die dazu beitragen kann, einige der Bedenken hinsichtlich Nachhaltigkeit und Verfügbarkeit in der Batterielieferkette zu mildern.

„Der langfristige Erfolg von Natriumionenbatterien (SIBs) dürfte von einer Reihe von Faktoren abhängen, darunter Kosten und Materialverfügbarkeit“, so das Fazit des Berichts. „Engpässe in der Lithium-Lieferkette, Lithiumknappheit oder höhere Lithiumkosten würden voraussichtlich zu einer stärkeren Marktdurchdringung von SIBs führen, während weitere Kostensenkungen bei Lithiumionenbatterien (LIBs) die Nachfrage nach SIBs wahrscheinlich negativ beeinflussen würden.“