Energiespeicher: Dieses Start-up erzeugt grünes Erdgas aus Wasserstoff, Sauerstoff und CO2
Düsseldorf. Das Start-up Electrochaea arbeitet an einem der größten Probleme der Energiewende: Wie speichert man genügend grünen Strom?
So ist der Anteil erneuerbarer Energien in Deutschland auf mittlerweile rund 56 Prozent gestiegen. Doch Strom, der aus Wind und Sonne gewonnen wird, steht nicht immer konstant und gleichmäßig zur Verfügung.
Stromspeicher sind daher für das Gelingen der Energiewende unverzichtbar. Die Internationale Energieagentur (IEA) geht davon aus, dass bis 2040 eine Speicherkapazität von mindestens zehn Millionen Megawattstunden (MWh) benötigt wird, um die weltweiten Klimaziele zu erreichen.
Ein Ansatz zur Speicherung sind dabei sogenannte Power-to-Gas-Technologien, die aus Ökostrom zum Beispiel Wasserstoff herstellen. Doch um das Gas effizient nutzen zu können, fehlt es noch an vielem: an großen Speichern, an Leitungen und vor allem an Abnehmern.
Electrochaea aus München hat deshalb eine Alternative entwickelt – mithilfe von Mikroorganismen wandeln sie Wasserstoff in Methan um. So entsteht laut dem Unternehmen ein klimafreundlicher Ersatz für Erdgas, der schon heute genutzt, gespeichert und transportiert werden kann.
Was macht Electrochaea?
Das Münchener Power-to-Gas-Start-up wurde 2014 von Mich Hein und Doris Hafenbradl gegründet. Angefangen hat es mit drei Angestellten, Kapital von sieben Investoren und mit kleinen Experimenten. Mittlerweile ist die Belegschaft auf 60 Mitarbeitende gestiegen und die Versuchslabore wurden gegen kommerzielle Anlagen getauscht.
Die wichtigsten Teammitglieder von Electrochaea sind aber uralt – und mikroskopisch klein. Es sind Mikroorganismen namens Archaeen, und ohne die würde im Betrieb nichts laufen.
Mithilfe der Urbakterien, die schon existierten als es noch keine Tiere oder Pflanzen gab, produziert das Start-up Biogas. Gründerin Hafenbradl führt aus: „Durch ihren speziellen Stoffwechsel sind Archaeen in der Lage, Wasserstoff und Kohlendioxid in Methan umzuwandeln.“
Wie funktioniert das genau?
Im ersten Schritt wird Wasser über einen sogenannten Elektrolyseur in Sauerstoff und Wasserstoff aufgespalten. Im zweiten Schritt kommen die Archaeen hinzu: In einer brodelnden Salzwasserlösung wandeln sie unter Zufuhr von CO2 aus Industrieabgasen beide Stoffe in sogenanntes grünes Methan um. Das Biogas kann dann entweder gespeichert oder direkt in die Erdgasnetze von Stadtwerken oder anderen Betreibern eingespeist werden.
Eine Anlage von Electrochaea besteht immer aus einem Elektrolyseur und den Komponenten für die Erzeugung von Biomethan. Das Geschäftsmodell des Start-ups basiert aus den Umsatzerlösen von Lizenzen. „Wir haben sehr starke Patente auf unsere Technologie“, sagt Gründerin Hafenbradl. Erwirbt ein Kunde die Nutzungsrechte, instruiert das Unternehmen den Anlagenbau und hilft bei der Inbetriebnahme vor Ort.
Die Patente sind laut Hafenbradl auch ein Merkmal, mit dem sich das Start-up von Wettbewerbern abhebt. Konkurrenten sind zum Beispiel das finnische Unternehmen Q Power, das ebenfalls Methan mit Mikroben produziert. Aber auch Unternehmen, die Biogas mit thermochemischen Technologien herstellen, stehen im direkten Vergleich mit dem Start-up.
Wo stehen die Anlagen?
Bisher sind die Pilotprojekte des Unternehmens ausschließlich im Ausland zu finden – in den USA, der Schweiz und Dänemark. Die neueste und größte Anlage steht im dänischen Roslev. Mit einer Leistung von zehn Megawatt produziert sie genug Methan, um 2400 Haushalte zu beheizen oder 100 bis 120 Lastwagen zu betanken.
„Wir würden gerne auch in Deutschland Projekte realisieren“, sagt Hafenbradl. Der grüne Strom für die Herstellung von Wasserstoff sei in Deutschland bislang jedoch zu teuer.
Dass der Wunsch nach grünem Methan hierzulande eher verhalten ist, geht auch aus der „Nationalen Wasserstoffstrategie“ der Bundesregierung hervor. Biogas wird darin nur am Rande erwähnt. Die Begründung: Wasserstoff, vor allem wenn er aus erneuerbaren Energien gewonnen wird, sei noch so knapp, dass man ihn nicht für die Methanisierung nutzen wolle.
Warum ist das wichtig?
Bis 2050 soll der Anteil an erneuerbarem Strom auf 80 Prozent steigen. Speichermöglichkeiten wie die Power-to-Gas-Technologie von Electrochaea gewinnen daher zunehmend an Bedeutung.
Nach Angaben des Start-ups funktionieren die Anlagen im Prinzip wie Batterien. Steht nachhaltiger Strom zur Verfügung, produziert das Start-up damit Biogas. So lässt sich überschüssiger Ökostrom in Form von Gasmolekülen langfristig speichern.
Vor allem in Ländern wie Dänemark, wo der Anteil grüner Energie bereits hoch ist, stoßen die Anlagen laut Electrochaea deshalb auf Interesse.
Aber auch in Deutschland wäre der Ansatz des Start-ups theoretisch von Nutzen, sagt CTO Hafenbradl: „Wir haben hierzulande viel Wind im Norden. Der daraus gewonnene Strom könnte in Form von Methan über das bestehende Gasnetz in den Süden transportiert werden. Dort könnte er direkt genutzt oder wieder in Strom umgewandelt werden.“
Was sagen die Investoren?
Seit der ersten Finanzierungsrunde vor zehn Jahren ist Munich Venture Capitals (MVP) an Electrochaea beteiligt. „Gegenüber anderen Power-to-Gas-Wettbewerbern hat das Start-up klare Vorteile“, begründet Martin Kröner, Managing Partner bei MVP, die Zusammenarbeit.
Zum einen könne das Start-up mit seinen Mikroorganismen verunreinigtes CO2-Abgas aufbereiten und sei damit sehr kostengünstig. Zum anderen, und das sei für den Investor der wichtigste Aspekt, ist die Infrastruktur für den Transport des Biogases bereits vorhanden: das Erdgasnetz.
„Für reine Wasserstoffanwendungen werden wir frühestens in ein bis zwei Jahrzehnten eine vergleichbare Basis haben“, sagt Kröner. Grünes Methan könne dagegen schon heute genutzt werden: „Seit etwa zwei Jahren sehen wir weltweit eine deutlich höhere Marktdynamik.“ Potenzial sieht der Investor vor allem in Skandinavien und Nordamerika.
Vor rund drei Jahren gründete Electrochaea auch deshalb eine Tochtergesellschaft in Kalifornien. Das Unternehmen sieht große Chancen im hohen Energiebedarf der USA, wenn dort auf eine grüne Wirtschaft umgestellt wird.
Wie geht es weiter?
Gemeinsam mit dem bestehenden Investor MVP plant das Unternehmen derzeit die nächste Finanzierungsrunde. Diese soll Ende dieses oder Anfang nächsten Jahres stattfinden. Zuletzt sammelte das Start-up vor etwa drei Jahren 36 Millionen Euro ein.
Zudem befindet sich Electrochaea nach eigenen Angaben derzeit an der Schwelle zur Kommerzialisierung und hat die Skalierung der Anlagen auf 75 Megawatt auf dem Papier bereits vollzogen: „Wir haben Kunden, mit denen wir bald die ersten Anlagen in Betrieb nehmen wollen“, sagt Hafenbradl.