Seit Jahren beschäftigt sich die Solarenergiebranche mit der intersaisonalen Energiespeicherung. Die Möglichkeit, die überschüssige Solarenergie der Sommermonate für die Nutzung im Winter zu nutzen, ist nach wie vor ein schwer erreichbares Ziel, da bestehende Lösungen wie Batterien aufgrund unerschwinglicher Kosten und begrenzter Lebensdauer nicht ausreichen. Trotz seiner sauberen Verbrennungseigenschaften wurde Wasserstoff aufgrund von Ineffizienz und hohen Kosten inzwischen ins Abseits gedrängt.
Photoncycle – ein Startup, das aus den Tiefen eines Beschleunigers im Oslo Science Park in Oslo, Norwegen, auftaucht – hat an einer Lösung gearbeitet. Mit einer Vision so strahlend wie die Sommersonne behauptet das Startup, dass seine solide wasserstoffbasierte Technologie Energie effizienter speichern kann ein Ammoniaksynthesereaktor. Der Anspruch lautet, dass diese Technologie die Speicherung kostengünstiger macht als jede Batterie oder Flüssigwasserstofflösung auf dem Markt.
Eine schematische Darstellung, wie sich Photoncycle sein Gesamtsystem bei der Installation in einem Haus vorstellt. Bildnachweis: Photonzyklus
„Lithium-Ionen-Batterien verwenden teure Metalle. Unser Material ist supergünstig: Die Speicherung von 10.000 Kilowattstunden kostet rund 1.500 US-Dollar, ist also fast nichts. Darüber hinaus hat unsere Speicherlösung die 20-fache Dichte einer Lithium-Ionen-Batterie, und Sie verlieren keinen Strom“, erklärt Gründer und CEO Bjørn Brandtzaeg in einem Interview mit Tech. „Das bedeutet, dass wir über ein System verfügen, mit dem man Energie über einen längeren Zeitraum speichern und so eine saisonale Speicherung ermöglichen kann. Es ist etwas völlig anderes als herkömmliche Batterien.“
Photoncycle nutzt Wasser und Strom zur Herstellung von Wasserstoff. Das ist an sich keine Seltenheit, wenn man sich mit der Technologie von Brennstoffzellenfahrzeugen beschäftigt. Der Ansatz des Unternehmens beinhaltet jedoch eine innovative Wendung: eine reversible Hochtemperatur-Brennstoffzelle. Diese fortschrittliche Brennstoffzelle kann in derselben Einheit Wasserstoff erzeugen und Strom erzeugen.
Der Kern der Innovation von Photoncycle liegt in der Behandlung von Wasserstoff. Sie verarbeiten den Wasserstoff und nutzen dann die Technologie, um ihn in fester Form umzuwandeln und zu speichern. Das Unternehmen behauptet, dass diese Speichermethode aufgrund der nicht brennbaren und nicht explosiven Natur des Festkörpers nicht nur sicher, sondern auch äußerst effizient sei. Es ermöglicht die Speicherung von Wasserstoff mit einer Dichte, die etwa 50 % höher ist als die von flüssigem Wasserstoff, was einen erheblichen Fortschritt bei Wasserstoffspeicherlösungen darstellt. Diese Innovationen bilden den Grundstein des Systems von Photoncycle und ermöglichen eine sichere und dichte Wasserstoffspeicherung, was nach Angaben des Unternehmens einen großen Fortschritt in der Energietechnologie darstellt.
Derzeitige saubere Energielösungen wie Solarstrom auf Dächern sind aufgrund der Unvorhersehbarkeit der Wetterbedingungen durch eine inkonsistente Versorgung eingeschränkt. Eine robuste, wiederverwendbare Energiespeicherlösung könnte diese Zeiträume überbrücken und eine stabile Energieversorgung gewährleisten, wenn diese erneuerbaren Quellen auf unvermeidbare Unterbrechungen stoßen.
Theoretisch großartig, aber nicht ohne eigene Herausforderungen.
„Die Niederlande sind das Land in Europa mit der höchsten Dichte an Solardächern. Aufgrund der hohen Energiepreise erleben wir derzeit einen massiven Anstieg; Jeder möchte Solarenergie auf dem Dach“, sagt Brandtzaeg. Er fügt jedoch hinzu, dass diese Methode für Hausbesitzer nach hinten losgehen kann: „Im Juli letzten Jahres, in den Niederlanden, mitten am Tag, Sie mussten 500 Euro pro Megawattstunde bezahlen, um Ihren Strom zu exportieren.“
Wenn man den Energiespeicher zusammen mit dem Haus nutzt, das den Strom erzeugt, können Häuser effektiv vom Stromnetz getrennt werden. Photoncycle gibt an, die Hauptkomponenten seiner Lösung getestet und getestet zu haben – der nächste Schritt besteht darin, sie in ein System zu integrieren. Im Erfolgsfall kann das Unternehmen nach eigenen Angaben Powerwall, Teslas Lithium-Ionen-Batterielösung, ernsthaft herausfordern.
David Gerez, CTO bei Photoncycle, und Ole Laugerud, Chemiker bei Photoncycle, im eigens dafür errichteten Labor von Photoncycle, das seit fast zwei Jahren in Betrieb ist. Bildnachweis: Photonzyklus
„Das ist ein relativ komplexes System – deshalb beschäftigen wir so viele Doktoranden verschiedener Disziplinen, die daran arbeiten. Der Grund, warum Elon Musk sagte, dass Wasserstoff dumm sei, liegt darin, dass man bei der Umwandlung von Strom in Wasserstoff und zurück ziemlich viel Energie verliert“, sagt Brandtzaeg. Er glaubt, dass sein Unternehmen diesen Fehler in ein Feature umwandeln kann. „In einem Wohngebiet, in dem 70 % des Energiebedarfs auf Heizung entfallen, besteht die Möglichkeit, diese überschüssige Wärme für die Warmwasserbereitung zu nutzen. Wir werden Märkte ansprechen, in denen die Menschen derzeit Erdgas zum Heizen nutzen, und dann den Gaskessel im Haus durch die bestehende wasserbasierte Infrastruktur ersetzen.“
Brandtzaegs Vertrauen in den operativen Rahmen des Konzepts ist überzeugend. Er zeigte auf ein kleines Modell ihrer Betriebsanlage in ihren Laboren, verkleinert auf die Größe einer Autobatterie. Brandtzaeg glaubt, dass diese Skalierung problemlos vonstatten gehen sollte, und nennt dies als Hauptgrund dafür, dass sie zuversichtlich waren, das Projekt voranzutreiben.
Wenn es um die Stromversorgung geht, dauert es eine Weile, bis der Wasserstoff Strom erzeugt. Daher verlässt sich das Unternehmen beim Hochfahren auf eine zwischengeschaltete, konventionellere Batterie für den Lastausgleich. Das Unternehmen hat sicherlich die Aufmerksamkeit der Anleger auf sich gezogen: Photonzyklus hat gerade 5,3 Millionen US-Dollar (5 Millionen Euro) gesammelt, um seine ersten Stromspeicher in Dänemark zu bauen, das Photoncycle als Testmarkt ausgewählt hat.
„Angesichts des Interesses hätten wir zehnmal so viel aufbringen können. Aber nach dieser Erhöhung bin ich immer noch Mehrheitseigentümer“, sagt Brandtzaeg. „Ich wollte so lange wie möglich die Kontrolle über das Unternehmen behalten und nicht mehr Kapital aufnehmen, als wir benötigen, um diesen Service auf den Markt zu bringen.“