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

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.