År 2025 hoppas Rivus att dess hemliga organiska ingrediens ska kunna resultera i elektrolyter för flödesbatterier för under en tusenlapp per kWh. Eller mindre. I år startar de första pilotprojekten.

Flödesbatterier används i stationära energilager och är en etablerad kommersiell teknik med leverantörer jorden runt och en marknad värd några miljarder kronor. De flesta flödesbatterier är på något fåtal MWh. Ett kineiskt är på väg mot 800 MWh.

Artikeln är tidigare publicerad i magasinet Elektroniktidningen. Prenumerera kostnadsfritt!

De ligger visserligen idag långt efter litiumjonbatterier, som äger nittio procent av marknaden för stationära energilager, men prognoser säger att lagren ännu bara är utbyggda till en bråkdel av en bråkdel av vad de kommer att bli, och många tror på ett stort potentiellt utrymme för flödesbatterier.

Andreas Kölling

– Vi kommer behöva ofantliga mängder stationär energilager både i närtid och framöver för att möta klimåtmålen, säger Andreas Kölling, operativ chef på Rivus.

– Förnybar energi som vind och sol är intermittenta vilket innebär att för att bli av med fossila kraftslag som gas och kol som agerar toppeffekt inom EU idag, så behövs storskalig batterilagring.

Inte bara elektrolyten flödar utan även investeringarna. Rivus Batteries hoppas kunna effektivisera flödesbatterierna.

– Tekniken finns och fungerar. Vi är på jakt efter ett bättre recept för elektrolyter. Jämför med recept för pannkakor. Det finns flera recept som smakar bra, men vi vill hitta ett bättre, billigare och hållbarare recept.

Dagens stora flödesbatterikemi baseras på vandinelektrolyter. Andra metaller är under utforskning.

Men Rivus undersöker ett helt annat spår: en elektrolyt som inte är baserad på metall, utan på organiska material – kol, väte, kväve, syre och lite järn.

– Alltså samma byggstenar som människor och växter.

Andreas Kölling namnger två amerikanska konkurrenter med samma idé.

– Och de har mycket bättre finansiering, nästan en nolla till. Men det är svårt att säga något om deras prestanda eftersom de inte publicerat mycket på sistone.

Det Rivus hoppas på är inte bara elektrolyter som är mer miljövänliga – en livscykelanalys är på gång – utan även kanske sextio procent billigare. Den totala systemkostnaden skulle därmed kunna bli kanske trettio procent lägre.

Rivus tror inte att flödesbatterier generellt kommer att konkurrera ut litiumjonbatterier i energilager, utan snarare komplettera. I ett batterilager skulle litiumjonbatterierna kunna ge snabba bidrag i höga effekter under kort tid, som när solen går i skugga eller en kärnreaktor går ner. Flödesbatterier skulle snarare flytta solenergi från dag till natt eller vindenergi från en blåsig dag till en vindstilla.

För hembatterier blir ett flödesbatteri knappast ekonomiskt. Prismässigheten uppstår i större skala (se faktaruta) i större anläggningar. Glansnumret kanske blir hybrida kraftverk som kombinerar vind, sol och batterier.

En av de stora vinsterna med att byta dagens vanadinelektrolyter mot det hemliga organiska ämnet är att det i övrigt går att använda samma komponenter. Den enda ändring som behöver göras är i princip att byta ut vanadinelektrolyten mot Rivus organiska elektrolyt. Plus att BMS:en, batteristyrsystemet, behöver justeras.

Därmed undviks dyra nyinvesteringar i hårdvaruutveckling som kostar pengar och bromsar introduktionen. Motsvarande gäller inte två andra heta vanadinalternativ som utforskas, järnjärn och zink-brom. Och apropos dem har de ytterligare en stor nackdel – att de som sidoeffekt producerar vätgas i tankarna som måste neutraliseras vilket adderar kostnad och komplexitet.

Rivus ser inte sin plats i näringskedjan som producent av batterierna i sig, utan som producent av elektrolyten. Och inte ens den tillverkningen är något som Rivus tänker göra helt på egen hand. Det kan skötas av existerande kemiföretag, vilket är ytterligare en fördel som trollar bort ytterligare en tröskel för Rivus introduktion. Produktion av rå­varan sker nämligen i stor skala redan idag eftersom det redan finns andra tillämpningar.

– Vi kan köpa en bulkemikalie som är jätte­billig och därefter producera elektrolyten i en tvåstegsprocess, berättar Andreas Kölling.

Existerade volymer är mycket större än ­flödesbatterierna behöver. Rivus uppger att för att möta det förväntade behovet för batteri­lager år 2050 kommer det bara att kräva 0,6 procent av den existerande årsproduktionen.

Den enligt Rivus ovanligt enkla tillverkningen – som Rivus hoppas kunna patentera – bidrar till miljövänligheten.

Ytterligare fördelar är att råvaran till elektrolyten finns överallt medan litiumjonbatter är beroende av import. Vanadin importeras från Ryssland och Kina.

Cedrik Wiberg

– Om vi kan använda mindre kritiska material för stationära batterier, så lättar ju detta även upp försörjningskedjan för andra batterier, påpekar grundaren Cedrik Wiberg.

Rivus har idag ett demonstrationsbatteri på 1 kWh. I år ska det genomföras två pilotinstallationer med ett batteri på 10 kWh respektive ett på 50–100 kWh tillsammans med bland annat ett fastighetsföretag i Göteborg.

År 2024 ska det finnas en fullskalig prototyp och 2025 hoppas Rivus på kommersialisering.

Rivus Batteries Rivus Batteries grundades 2019 och är baserat i Göteborg. Det utvecklar en vattenbaserad organisk elektrolyt för flödesbatterier. Tekniken är i färd med att valideras och utveckling pågår för skalbar volymproduktion. Rivus fick i början av december en investering på 525 000 euro från österrikiska Xista, svenska Navcap och EU:s EIT Innoenergy – alla sitter de nu i styrelsen. Grundaren Cedrik Wiberg doktorerade i elektrokemi på Chalmers Tekniska Högskola. Operativ chef är Andreas Kölling, som är civilekonom och miljövetare i grunden. Två doktorer i organisk kemi har just anställts. En ingenjör jobbar deltid som elektronikspecialist. Företaget har även en dansk och en finsk professor som rådgivare – kollegor sedan Cedrik Wibergs postdoctjänster