Fünf Start-ups für die Ener­gie-Zu­kunft

Ökostrom und E-Mo­bi­li­tät sor­gen für ei­nen ra­di­ka­len Wan­del der Ener­gie­ver­sor­gung. Das schafft Raum für neu­es Den­ken. Von die­sen Fir­men könn­ten Sie in Zu­kunft noch mehr hö­ren

Wertinger Zeitung - - Wissen - / Von Mat­thi­as Zim­mer­mann

E-Au­tos la­den

Elek­tro­mo­bi­li­tät ist gut, aber die be­grenz­te Reich­wei­te ein Pro­blem. Vor al­lem in Ver­bin­dung mit den noch im­mer re­la­tiv lan­gen La­de­zei­ten für die Bat­te­ri­en: In Jet­tin­genScheppach, di­rekt an der A 8, ha­ben die Au­to­her­stel­ler BMW und Por­sche zu­sam­men mit ei­nem In­dus­trie­kon­sor­ti­um im De­zem­ber den Pro­to­ty­pen ei­ner Schnell­la­de­sta­ti­on in Be­trieb ge­nom­men. Aber selbst mit der ex­trem ho­hen La­de­leis­tung, die dort an­liegt, ist ei­ne Bat­te­rie nach 15 Mi­nu­ten erst zu 80 Pro­zent ge­la­den. Und: Wenn das Bat­te­riela­den ein­mal funk­tio­nie­ren soll wie das Tan­ken, al­so meh­re­re Au­tos par­al­lel ge­la­den wer­den sol­len, stellt dies gro­ße An­for­de­run­gen an das Strom­netz. In ab­ge­le­ge­nen Ge­bie­ten, in de­nen kein Hoch­span­nungs­netz ver­füg­bar ist, muss die Ener­gie für das La­den an der La­de­säu­le zwi­schen­ge­spei­chert wer­den.

Das is­rae­li­sche Start-up Cha­kra­tec will bei­de Pro­ble­me auf ein­mal lö­sen: Ein in ei­nem Va­ku­um ro­tie­ren­des Schwung­rad soll als Ener­giespei­cher in Zu­sam­men­spiel mit ei­nem Schnell­la­de­sys­tem ein E-Au­to in zehn Mi­nu­ten wie­der auf­la­den – und zwar un­ab­hän­gig da­von, ob vor Ort ein Hoch­span­nungs­netz ver­füg­bar ist oder nicht. An­ders als che­mi­sche Zwi­schen­spei­cher wie Li­thi­um-Io­nen-Bat­te­ri­en, über­steht das Schwung­rad an­geb­lich 200000 La­de­zy­klen schad­los.

Strom aus Wel­len

Ozea­ne be­de­cken nicht nur den größ­ten Teil des Pla­ne­ten, sie bie­ten auch ein weit­ge­hend un­ge­nutz­tes Po­ten­zi­al an er­neu­er­ba­rer Ener­gie. Son­ne, Wind und Bio­mas­se sind welt­weit auf dem Vor­marsch. Die Wel­len, die an den Küs­ten welt­weit bran­den, hat­te bis­her kaum je­mand als nutz­ba­re Ener­gie­re­ser­ve er­kannt. In­na Bra­ver­mann, ukrai­nisch­stäm­mi­ge Is­rae­lin, hat als MitG­rün­de­rin von Eco Wa­ve Power den nö­ti­gen an­de­ren Blick be­wie­sen.

Das Kon­zept der Fir­ma ist mehr Low­tech als High­tech: Spe­zi­ell de­sign­te Schwimm­kör­per wer­den an be­weg­li­chen Hal­te­vor­rich­tun­gen an sta­bi­len Bau­kör­pern im Meer wie Piers, Ste­ge oder Mo­len an­ge­bracht. Durch die Kraft der Wel­len wer­den die Schwimm­kör­per hoch und run­ter be­wegt und so Hy­drau­lik­flüs­sig­keit in ei­nem Zy­lin­der ge­presst und ent­spannt. Die­se Be­we­gung treibt in­di­rekt auch den Ge­ne­ra­tor an, der schließ­lich den Strom pro­du­ziert. Vor­teil der Lö­sung: Teu­re War­tun­gen auf ho­her See oder un­ter Was­ser sind nicht nö­tig, da al­le sen­si­ble Tech­nik an Land steht.

Ne­ben ei­nem klei­nen For­schungs­kraft­werk in Jaf­fa in Is­ra­el be­treibt die Fir­ma mitt­ler­wei­le ein kom­mer­zi­el­les Kraft­werk in Gi­bral­tar. Dort lie­fert die Wel­le­n­ener­gie fünf Me­ga­watt Ener­gie, was 15 Pro­zent des ak­tu­el­len Be­darfs ent­spricht.

Mehr So­lar­ener­gie

So­lar­pa­nels sind in den ver­gan­ge­nen Jah­ren im­mer bil­li­ger ge­wor­den. Trotz­dem ist ih­re Ef­fi­zi­enz im­mer noch ei­ner der Schlüs­sel für den ren­ta­blen Be­trieb ei­ner Fo­to­vol­ta­ik­An­la­ge. Die Schwei­zer Fir­ma in­so­light hat mit ei­nem op­ti­schen Sys­tem den Wir­kungs­grad ih­rer So­lar­mo­du­le auf 29 Pro­zent ge­stei­gert. Da­zu ver­wen­det in­so­light klei­ne Hoch­leis­tungs­mo­du­le aus der Raum­fahrt. Al­ler­dings fällt das Licht nicht di­rekt auf die­se sehr teu­ren So­lar­zel­len, son­dern wird zu­vor in ei­ner Lin­se fo­kus­siert. Das Prin­zip kann man sich vor­stel­len wie Was­ser, das in ei­nen gro­ßen Trich­ter tropft und am spit­zen En­de in ei­nem Strahl her­aus­fließt.

Nach­teil: Die Son­ne steht nicht fix am Him­mel und um die Licht­aus­beu­te op­ti­mal zu hal­ten, muss das So­lar­mo­dul stets wei­ter­be­wegt wer­den. Statt aber die gan­ze In­stal­la­ti­on zu dre­hen, wird bei den neu­en Mo­du­len von in­so­light nur die Schicht mit den So­lar­mo­du­len un­ter der Schicht mit den licht­lei­ten­den Lin­sen ver­scho­ben – ein Zen­ti­me­ter im Lauf ei­nes Ta­ges reicht bei op­ti­ma­ler In­stal­la­ti­on aus. Die Op­tik kann auch über be­ste­hen­de An­la­gen in­stal­liert wer­den, be­ste­hen­de Pro­duk­ti­ons­li­ni­en für So­lar­pa­nels könn­ten, er­gänzt um we­ni­ge Mon­ta­ge­schrit­te, wei­ter ge­nutzt wer­den. Im Jahr 2022 soll das ers­te in­so­ligh­tSys­tem auf den Markt kom­men.

Ener­gie in der Box

Ein zen­tra­ler Baustein der Ener­gie­wen­de sind Spei­cher, die schnell und ef­fi­zi­ent gro­ße Men­gen Ener­gie zwi­schen­spei­chern kön­nen. Das Start-up Kraft­block aus dem Saar­land hat so ei­nen Spei­cher ent­wi­ckelt, der nicht nur güns­ti­ger ist als her­kömm­li­che Tech­no­lo­gi­en wie et­wa Li­thi­um-Io­nen-Bat­te­ri­en, son­dern auch ein­fach ska­liert wer­den kann. Das Spei­cher­me­di­um ist ein stein­har­tes Gra­nu­lat, das zu 85 Pro­zent aus Re­cy­cling­ma­te­ri­al wie Hoch­ofen­schla­cke her­ge­stellt wird. Die Ener­gie wird in Form von Wär­me im Gra­nu­lat ge­spei­chert. An­ders als her­kömm­li­che Wär­me­spei­cher aus Salz, Öl oder Be­ton, die nur bis et­wa 600 Grad Cel­si­us spei­chern, schafft das Kraft­block-Gra­nu­lat bis zu 1300 Grad. Über ei­nen Wär­me­tau­scher ge­langt die Ener­gie in den Spei­cher und wie­der hin­aus.

Der Kraft­block-Spei­cher ist auf Ba­sis von Stan­dard-Con­tai­nern mo­du­lar auf­ge­baut, die mo­bi­len Ein­hei­ten spei­chern zwi­schen 30 und 60 MWh Ener­gie. Ge­dacht ist er et­wa für gro­ße In­dus­trie­be­trie­be. Dort kann mit ihm die Ab­wär­me nutz­bar ge­macht ma­chen. Er kann aber auch über­schüs­si­ge Wind- und Son­nen­en­er­gie als ther­mi­sche Ener­gie auf­neh­men und bei Be­darf wie­der ab­ge­ben. Gro­ßer Vor­teil ge­gen­über exis­tie­ren­der Bat­te­rie­tech­nik ist auch sei­ne qua­si un­be­grenz­te Le­bens­dau­er.

Öko-Bat­te­rie

Die Na­tur als Vor­bild nimmt sich CMBlu Ener­gy für die Ent­wick­lung ei­nes Ener­gie­spei­chers aus Li­gnin. Der Stoff, der in al­len Pflan­zen vor­kommt und et­wa Holz oder Stroh ih­re Sta­bi­li­tät ver­leiht, fällt in der Pa­pier- und Zell­stoff­in­dus­trie in gro­ßen Men­gen als Ab­fall­pro­dukt an. Die klei­ne Fir­ma aus Al­zenau bei Aschaf­fen­burg will nun in Zu­sam­men­ar­beit mit dem Au­to­mo­bil­zu­lie­fe­rer Scha­eff­ler ei­nen groß­tech­ni­schen Strom­spei­cher ent­wi­ckeln, der wie ei­ne her­kömm­li­che Re­do­xF­low-Bat­te­rie funk­tio­niert, nur dass zur Spei­che­rung der Ener­gie kei­ne che­mi­schen Ver­bin­dun­gen be­nö­tigt wer­den, son­dern or­ga­ni­sche Mo­le­kü­le aus Li­gnin.

Der Spei­cher kann mo­du­lar auf­ge­baut wer­den, sei­ne Ka­pa­zi­tät ist vor al­lem von der Grö­ße der zur Ver­fü­gung ste­hen­den Tanks für die in wäss­ri­ger Form als Elek­tro­lyt vor­lie­gen­den Ver­bin­dun­gen be­grenzt. Die­se Elek­tro­ly­te sind nicht brenn­bar oder ex­plo­siv. Mög­lich sind Spei­cher-Kon­fi­gu­ra­tio­nen von we­ni­gen MWh bis in den Be­reich von meh­re­ren GWh. An­wen­dungs­fel­der se­hen die Ma­cher für ih­re Tech­no­lo­gie vie­le: Als sta­tio­nä­rer Spei­cher für die Ener­gie­er­zeu­gung, als Ener­gie­re­ser­ve für die In­dus­trie, zur Ab­si­che­rung ei­nes kom­plet­ten Strom­net­zes et­wa auf ei­ner In­sel und zum Aus­bau der La­de-In­fra­struk­tur für E-Au­tos.

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