Tackling Climate Change Together
phelas
100 Prozent erneuerbarer Strom im Netz durch neuartigen Flüssigluftstromspeicher
phelas entwickelt Aurora, ein standardisiertes, modulares, massengefertigtes und dabei günstiges Stromspeichersystem. Es nutzt beim Ladevorgang Strom, um Luft auf extrem kalte Temperaturen herunter zu kühlen und somit zu verflüssigen. Zum Entladen wird die tiefkühle Flüssigkeit erwärmt und somit verdampft. Die starke Zunahme von Volumen und Druck wird wiederum zur Stromerzeugung genutzt.
Mit diesem Ansatz möchte das phelas-Team erreichen, dass auf die fossile Stromerzeugung vollständig verzichtet werden kann. Der Ersatz von Kohle- und Gaskraftwerken erfordert umfassende Stromspeicherkapazitäten. Wenn der Umstieg auf erneuerbare Energiequellen wie Wind oder Sonne gelingen soll, dann muss für die Zeiten, in denen diese Stromerzeuger nicht zur Verfügung stehen, Energie gespeichert werden.
Um dieses ehrgeizige Ziel zu erreichen, arbeitet das phelas-Team in drei Hauptbereichen zusammen. Justin Scholz mit über sechs Jahren Gründungserfahrung und Christopher Knoch mit fünf Jahren Berufserfahrung als Unternehmensberater arbeiten in den Bereichen Unternehmensentwicklung, Finanzierung, Recruiting und Networking. Leon Haupt bringt vier Jahre Berufserfahrung im Energiesektor mit und ist als Projektmanager auf Energiespeicher spezialisiert. Er ist für die technisch-wirtschaftliche Modellierung sowie die Entwicklung von Geschäftsmodellen für Energiespeicher zuständig. Die Entwicklung, Planung und Umsetzung des Demonstrators und der Pilotanlage treiben drei weitere Teammitglieder voran: Dr. Pit Sippel hat langjährige Erfahrung im Aufbau und Design von Experimenten, sowie umfangreiche Kenntnisse im Feld der Energiespeicher. Dr. Masoud Ghods steuert als renommierter Ex-NASA Wissenschaftler tiefgehendes Wissen in Design, Prozessmodellierung und Anwendung von künstlicher Intelligenz im Engineering bei. Florian Kaufmann bringt Know-how im Bereich der kryogenen Luftzerlegung und der stationären und dynamischen Prozesssimulation ein. Das phelas-Team zeichnet sich zum einen durch einen starken Team-Spirit aus und zum anderen durch die gemeinsame Vision: „100 Prozent erneuerbare Stromerzeugung soll zum Selbstläufer werden.“ Das fehlende Puzzlestück ist die Stromspeicherung – und genau dieses baut das Team.
phelas konnte bereits mit finanzieller Hilfe öffentlicher Institutionen einen Demonstrator im Labor der Technischen Universität München entwickeln und aufbauen. Parallel arbeitet das Team an mehreren Patenten und Simulationen. Dies alles qualifiziert phelas für den nächsten Meilenstein: die Pre-Seed-Finanzierung, mit welcher der Prototyp fertiggestellt und das technische Konzept finalisiert wird.
Das Produkt Aurora hat eine sehr lange Lebensdauer von voraussichtlich mehr als zwanzig Jahren. Als neuer Marktteilnehmer ist dies eine Dauer, für die viele Kunden eine Versicherung fordern werden, dass die Aussagen hinsichtlich der Langlebigkeit valide sind. Mit Munich Re und ERGO möchte sich das Team über praktikable, marktkonforme Versicherungslösungen für die Technologie austauschen.
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Nachgefragt: Start-ups im Interview
Justin und Christopher, mit eurem Unternehmen phelas wollt ihr die Nutzung erneuerbarer Energien zum Selbstläufer machen. Welches Problem wollt ihr genau lösen?
Justin Scholz: Das Problem ist paradox: Auf der einen Seite stößt die Menschheit so viel CO2 aus, wie noch nie zuvor – ein großer Teil davon stammt aus der Strom- und Wärmeerzeugung. Und das, obwohl es noch nie günstiger war und immer günstiger wird, sauberen Strom zu erzeugen. Was fehlt, sind Speichermöglichkeiten für große Mengen an Wind- und Sonnenenergie für die Zeiten, in denen die Sonne nicht scheint und es windstill ist. Diese Speicher wollen wir mit phelas bauen.
Wie sieht denn die Nutzung von Strom aus erneuerbaren Energien in Deutschland derzeit aus?
Christopher Knoch: Momentan ist es so, dass Strom aus Wind- oder Solarenergie direkt ins Netz gespeist wird, wann immer die Sonne scheint oder es windig ist. Dieser Strom hat unter dem Eneuerbare-Energien-Gesetz Vorrang. Das führt dazu, dass bei guten Bedingungen auch schon mal 100 Prozent unseres Stroms aus erneuerbaren Energien stammt – und Deutschland sogar noch sauberen Strom exportiert. In der sogenannten „Dunkelflaute“, also bei Windstille und Dunkelheit, muss unser Strom aber weiterhin aus anderen Quellen wie Kohle- oder Atomkraft kommen. Wenn wir den sauberen Strom jedoch für längere Zeit speichern könnten, hätten wir auch nachts die Energie der Sonne zur Verfügung.
Wie funktioniert Aurora, euer Energiespeichersystem?
Justin Scholz: Unser System nutzt das bereits etablierte Verfahren der Luftverflüssigung, um Energie zu speichern. Mithilfe von Strom aus erneuerbaren Energien wird Luft auf ca. minus 200 Grad Celsius herunter gekühlt, so dass sie flüssig wird. Die beim Aufladen entstandene Wärme wird gespeichert, um damit später den Entladevorgang zu unterstützen, wenn die flüssige Luft wieder gasförmig wird und Energie freisetzt. Die Kälte, die wiederum beim Entladen entsteht, wird ebenfalls gespeichert, um damit erneut Luft zu verflüssigen und den Speicher wieder aufzuladen.
Was waren wichtige Meilensteine auf dem Weg bis hierher?
Christopher Knoch: Die Idee, wie sie jetzt auf dem Papier steht, sieht einfach aus, aber es ist ein weiter Weg gewesen. Den größten Schritt nach vorne haben wir gemacht, als uns klar wurde, dass wir nicht den effizientesten Speicher bauen müssen, sondern den günstigsten und nützlichsten. Denn die Erzeugung von sauberem Strom kostet so wenig, dass ein weniger effizienter Speicher kein Problem darstellt, solange er günstig, mobil und flexibel einsetzbar ist und länger hält. So kamen wir auf die Idee, den Speicher in Container zu stecken. Dadurch können die Speicher modular kombiniert werden und in ganz unterschiedlichen Anwendungsbereichen zum Einsatz kommen: etwa direkt neben einer Windkraftanlage oder einer E-Tankstelle für Autos.
Wie profitiert ihr von EIT Climate KIC und der Unterstützung durch ERGO und Munich Re?
Justin Scholz: Andere Speicherhersteller geben Garantien für ihre Anlagen. Da hilft es sehr, sich als junges Start-up in der Branche darüber frühzeitig mit Experten austauschen zu können. Denn die Möglichkeit, auch unseren Kunden Garantien geben zu können und gegen eventuelle Ausfälle versichert zu sein, wird dabei helfen, unser System zu vermarkten.
Christopher Knoch: Außerdem hilft uns EIT Climate KIC dabei, die nachhaltige Wirkung unseres Speichersystems zu quantifizieren. Das ist deshalb so wertvoll, weil viele potenzielle Investoren bereits jetzt auf diese Kennzahlen achten und Zertifizierungen erwarten. Wir nehmen an, dass sich dieser Trend weiter fortsetzen wird.
Und was sind die nächsten Schritte für euer Team?
Christopher Knoch: Noch in diesem Jahr wollen wir potenziellen Kunden das Gesamtsystem zeigen können und hoffentlich erste Vorbestellungen annehmen. Dafür finalisieren wir gerade noch einige Simulationen, und danach werden wir uns verstärkt der Hardware widmen.