Dunkelflaute und Hellbrise

Welches Problem lösen Sie, für das es bisher noch keine Lösung gab?

Dr.-Ing. Stephan Herrmann
Wir bauen die effizientesten Kraftwerke der Welt. Das ist wichtig, denn Effizienz ist in der Kraftwerkstechnik schon immer eine der wichtigsten Messlatten, weil es um Ressourcenverbrauch geht. Man muss eine gewisse Menge Ressourcen einsetzen, um das gewünschte Produkt zu erhalten, in unserem Fall ist das Hauptprodukt Strom aus dem Kraftwerk. Die Regel ist: Je effizienter das Kraftwerk, desto weniger Einsatzstoff muss man bringen, in unserem Fall ist das Gas. Es gibt dazu auch Weltrekorde im Guinness-Buch. Den letzten bestehenden Weltrekord dafür haben wir um 10 Prozentpunkte übertroffen. Das gab es in der Kraftwerkstechnik für viele Jahrzehnte nicht.

Ist Gas der beste Energieträger oder was ist der Standard?

Felix Fischer
Es gibt Erdgas, Biogas und Wasserstoff als Energieträger. Wir sind flexibel, welches Gas eingesetzt wird. Gas hat neben dem Wirkungsgrad auch die Flexibilität als Vorteil und ist relativ sauber in der Verbrennung.

Dr.-Ing. Stephan Herrmann
Gas hat die niedrigeren Emissionen im Vergleich zu Kohle. Auch historisch sind Gaskraftwerke schon immer effizienter gewesen als Kohlekraftwerke. Wir haben das nochmal deutlich weiter nach oben geschoben. Der Grund ist, dass wir Gas nicht verbrennen, sondern elektrochemisch in Brennstoffzellen umsetzen. Verbrennung verschenkt immer einen Teil des Energiepotenzials – das fällt bei uns weg. Deshalb kommen wir auf bis zu 80 Prozent Wirkungsgrad, wo übliche Gaskraftwerke bei etwas über 60 Prozent liegen.

Prof. Dr. Hartmut Spliethoff
Der Stand der Technik sind thermische Kraftwerke, d.h. man erzeugt immer Wärme und Dampf und betreibt einen thermischen Prozess. Hier haben wir keinen thermischen Prozess, daher gelten die Gesetze vom thermischen Prozess nicht mehr, denn der führt zu einer stärkeren Limitierung. Hier haben wir Elektrochemie. Es gibt auch eine Oxidation, aber elektrochemisch hat das eben einen deutlich höheren Wirkungsgrad. Das ist aber aktuell nicht Stand der Technik. Es gibt Brennstoffzellen, aber 80 oder 75 Prozent wurden noch nicht erreicht.

Was waren die Hindernisse, die dazu geführt haben, dass es bisher noch nicht so effizient war?

Prof. Dr. Hartmut Spliethoff
Es fehlten die guten Ideen (lacht).

Dr.-Ing. Stephan Herrmann
Brennstoffzellen haben von sich aus einen hohen Wirkungsgrad, aber praktische Limitierungen begrenzen normale Brennstoffzellenkraftwerke auf etwa 60 Prozent, weil man den Brennstoff nicht vollständig umsetzen kann, ohne die Zellen zu beschädigen. Diese Limitierung haben wir über unser System gelöst und erreichen so den deutlich höheren Wirkungsgrad. Zusätzlich arbeitet unser System reversibel: Es kann je nach Bedarf Strom produzieren oder Strom im Gasnetz speichern. Das geht mit klassischen, am Markt verfügbaren Systemen nicht.

Warum ist es wichtig, dass es diese Reversibilität gibt?

Prof. Dr. Hartmut Spliethoff
Das ist für die Zukunft entscheidend, weil wir im Stromnetz täglich Überschuss und Mangel ausgleichen müssen. Batterien reichen dafür nicht, denn eine Batterie zur Speicherung von PV-Strom ist in zwei Stunden voll und kann die nötigen Energiemengen nicht über längere Zeiträume speichern. Dafür braucht man einen chemischen Energieträger wie Erdgas oder Wasserstoff, dessen Umwandlung hin und zurück aber Verluste hat: Bei 30 bis 40 Prozent Verlust pro Richtung landet man bei nur rund 40 Prozent Gesamtwirkungsgrad. Mit unseren zweimal rund 80 Prozent kommen wir dagegen fast an Pumpspeicher oder Batterien heran, deshalb ist der Wirkungsgradvorteil hier so relevant.

Ist das relevant geworden, seit wir mehr erneuerbaren Strom produzieren?

Felix Fischer
Wir leben in einer neuen Energiewelt. Früher hatte man zentrale Großkraftwerke und zentrale Abnehmer, also große Industrien und daneben das große Kraftwerk. Das war einfach, denn alles war konstant. Man hatte sogar Netzentgelte danach geschaffen: Wer viel verbraucht, zahlt wenig. Heute ist es anders. Wir haben Millionen Solaranlagen und rund zehntausend Biogasanlagen. Alles ist dezentral und die Anbieter sind volatil und von Klima, Wetter und so weiter abhängig. Das alles in Einklang zu bringen ist wesentlich schwieriger, aber im Gegenzug haben wir das Potenzial, günstiger und sauberer zu werden. Genau dafür braucht es eben diese Schlüsseltechnologie.

Dr.-Ing. Stephan Herrmann
Relevant wird das durch den Wechsel zu erneuerbaren Energien, die unregelmäßig verfügbar sind – im Sommer im Tag-Nacht-Rhythmus, im Winter über wochenlange Dunkelflauten und Hellbrisen. Diese langen, saisonalen Zyklen lassen sich mit Batterien nicht überbrücken. Genau das ist der fehlende Baustein, den unsere Technologie verkörpert: gesicherte Erzeugung über mehrere Wochen – und zwar ressourceneffizient. Statt wie bisher 3 bis 4 Kilowattstunden für eine zurückgewonnene braucht man bei uns nur eineinhalb.

Wer sind die idealen Abnehmer? Wäre das eher eine Kommune, die versucht, die Gemeinde dezentral mit Energie zu versorgen?

Felix Fischer
Es fängt sogar noch kleiner an, also Energiewirte und Landwirte und dann die Kommunen. Unsere Lösung ist auch schon implementiert bei Stadtwerken. Unsere Kunden sind alle Energieversorgungsunternehmen und das bestenfalls in der Verknüpfung zwischen Stromnetz und Gasspeicher. Denn die Infrastruktur, die wir dafür haben, sind Terawattstunden, viele hundert Terawattstunden an Energiespeichervolumen, wo man Gasmoleküle reinpressen kann. Das ist ein Skalierungsschritt, den wir noch brauchen, aber das ist das Ziel.

Dr.-Ing. Stephan Herrmann
Wir können dafür die bestehende Gasinfrastruktur nutzen: Das deutsche Gasnetz speichert bis zu 300 Terawattstunden, dreimal den Monatsverbrauch, ganz ohne zusätzliche Investition. Statt neue Nord-Süd-Stromtrassen für wenige Starkwind-Wochen zu bauen, wandelt man den Überschuss in Gas um, transportiert ihn übers Gasnetz und gewinnt ihn im Süden als Strom zurück, im Sommer umgekehrt. So lassen sich Netzengpässe überbrücken. Zusätzlich ermöglicht die Sektorkopplung, dass erzeugtes Gas nicht immer Strom wird, sondern auch direkt an Industrie oder Stahlwerke gehen kann. Diese Sekundäreffekte werden oft übersehen, sind aber für die Energiewende wichtig.

Ihre Innovation bietet also Flexibilität, wo aktuell Verluste entstehen, weil zu dem Zeitpunkt, wo Strom benötigt würde, entweder Gas eingekauft werden muss oder Strom im Überfluss da ist, der aber nicht gespeichert werden kann?

Felix Fischer
Genau. Es gibt Solaranlagen, die gar nicht einspeisen können, und Windkraftanlagen, die absichtlich aus dem Wind gedreht werden. Das ist ein riesiger Schatz und zudem noch volkswirtschaftlich sehr teuer, aber auch Strom, der gar nicht ins Netz passt. Dafür schaffen wir Abhilfe.

Prof. Dr. Hartmut Spliethoff
Wenn man das gesamte Energiesystem auf erneuerbare Energien umstellt, reden wir immer über den Strom. Aber wir müssen nicht nur die Stromverbraucher versorgen, sondern auch den Verkehr, den Wärmebereich und die chemische Industrie. Gerade bei der chemischen Industrie ist es so, dass sie immer noch Moleküle braucht, also Erdgas. Das muss man herstellen und da ist Elektrolyse eine Technologie, die das liefern kann – auch hier mit einem hohen Wirkungsgrad. Auch bei der Elektrolyse sind die Wirkungsgrade bisher bei etwa 60 oder 70 Prozent und da ist ja auch eine Verbesserung gegeben. Und sie können zusätzlich ausgleichen, also in die andere Richtung betreiben.

Dr.-Ing. Stephan Herrmann
Die meisten Leute haben das für komplett unrealistisch gehalten, weil es besser war als alles, was sie als theoretisches Limit gesehen haben. Das führt auch zur Ursprungsfrage zurück, dass es tatsächlich ein ziemlicher Sprung ist, den viele Leute nicht für möglich gehalten haben. Ich hatte 2015 die ersten Ideen dafür und habe sie mit Hartmut diskutiert und über die Zeit weiterentwickelt mit thermodynamischen Simulationsprogrammen. Ich habe alles nachgerechnet, um sicherzugehen, dass das auch wirklich geht. Ich erinnere mich daran, als ich meine Ergebnisse das erste Mal im Seminar vorgestellt habe. Da kam auch aus dem Kreis der anderen Doktoranden Skepsis und die Aussage, das kann gar nicht sein.

War zu dieser Zeit diese Reversibilität schon im Plan enthalten oder war das erstmal nur ein Weg zur Energieeffizienzsteigerung?

Dr.-Ing. Stephan Herrmann
Es hat eigentlich mit der Reversibilität angefangen, das andere kam danach. Das erste Patent war auf eine reversible Anlage mit noch kleinerem Wirkungsgrad und die Wirkungsgradsteigerung kam als Schritt zwei.

Felix Fischer
Viele deutsche Unis, vor allem die technischen, sind auf diesem Gebiet stark, sowohl in Grundlagen- als auch angewandter Forschung. Es gab Simulationsgruppen, die sich mit dem Energiesystem und nötigen Technologien beschäftigten, und Techniker, die Prototypen bauten. Unter Hartmuts Leitung entstand ein fruchtbares Umfeld mit dieser fachlichen Breite, auch wenn jeder an seiner eigenen Doktorarbeit arbeitete. Stephans herausragende Leistung war es, diese Bausteine zusammenzubringen, statt nur im eigenen Projekt zu bleiben. Am Ende waren es keine radikalen neuen Materialentdeckungen, sondern das Kombinieren von Bausteinen, die teilweise schon vor 100 Jahren erforscht wurden. Dafür brauchte es aber auch die rund 40 Doktoranden und eine eigene Werkstatt an einem gemeinsamen Standort, sonst wäre es schwierig geworden, das umzusetzen.

Wann kam bei Ihnen dieser unternehmerische Gedanke: Da gibt es einen Bedarf draußen, für den wir ein attraktives Produkt erstellen können?

Dr.-Ing. Stephan Herrmann
Zum ersten Mal wirklich Gedanken darüber gemacht haben wir uns Ende 2017. Es war relativ schnell klar, dass wir einen Prototyp bauen. Für die Finanzierung haben wir ein Förderprogramm vom BMFTR gefunden. Für diesen Antrag musste man beschreiben, was man entwickeln will und was danach damit passieren soll. Das war eigentlich der Punkt, wo wir uns überlegen mussten: Wie geht es danach weiter? Es könnte eine Ausgründung passieren oder es könnte ein Industrieunternehmen kommen, das es dann lizenziert. Auf jeden Fall haben wir uns dann zum ersten Mal halbwegs strukturiert Gedanken dazu gemacht. Dann lief dieses Projekt für drei Jahre und durch die Pandemie sogar noch ein bisschen länger. Aber im Laufe dessen haben wir uns natürlich weiter damit beschäftigt und mit der Zeit ist der Gedanke gereift.

Felix Fischer
Ein Knackpunkt war noch, dass wir Industriepartner hatten, die uns hätten mitnehmen können, es aber dann nicht getan haben, und wir uns gesagt haben: Bevor das jetzt niemand macht, müssen wir es eben selbst machen. 2021 war die Entscheidung gefällt und im November 2021 haben wir sowohl EXIST bewilligt bekommen, also eine staatliche Ausgründungshilfe für Spin-offs, als auch die ersten Verträge, um Risikokapital zu bekommen. Denn es war klar, wenn wir das machen wollen, brauchen wir relativ viel Geld. Aber es war noch die alte Energiewelt und es gab noch nicht so viele Menschen, die überzeugt waren.

Wir waren aber überzeugt und es war vor allem klar, dass es kommen wird. Wir waren überzeugt: Wir bauen die Zukunft. Es war damals noch stärker der allgemeine Konsens: Vielleicht braucht man es irgendwann, aber noch nicht heute. Dann wurde aber tatsächlich etwa zwei Monate nach unserer Gründung die Pipeline in der Ostsee gesprengt. Durch den Russland-Ukraine-Krieg wurde Gas teuer und der Wirkungsgrad noch viel wichtiger. Das haben wir natürlich nicht vorhergesehen, aber es haben in der Folge Dinge geopolitisch Formen angenommen, die das, was langfristig klar war, vorweggenommen haben. Dass wir viele neue Ideen brauchen, um unabhängiger zu werden. Dafür braucht es solche Technologien.

Dr.-Ing. Stephan Herrmann
2021 haben wir uns als Gruppe zusammengesetzt und entschieden, das Unternehmen auszugründen. Dann haben wir angefangen, Investoren zu suchen. Bei den ersten Gesprächen hieß es noch: Erdgas kommt doch billig aus Russland, wer braucht künstliches Erdgas? Ein halbes Jahr später, mit dem Überfall auf die Ukraine, hieß es plötzlich: Wo wart ihr die ganze Zeit? Der Gaspreis stieg von etwa 3 Cent auf 30, und mit ihm hat sich das Mindset der Investoren fast zeitgleich komplett gedreht.

Welche technische Herausforderung hat euch in der Entwicklungsphase am meisten Zeit gekostet, bevor es an die Serienfertigung ging?

Dr.-Ing. Stephan Herrmann
Das war der Bau des ersten Prototyps, denn wir haben von null an ein komplett neues Kraftwerk konzipiert, geplant und gebaut, mit begrenzten Ressourcen von nur fünf Gründern und den Kapazitäten der Werkstatt. Jede Ecke war ein neuer Prozess, inklusive eigener Steuerungssoftware, und schon die Entscheidung für Software, Hardware und das gesamte Setup brauchte Zeit. Das ist ganz natürlich so. Ein gutes Beispiel dafür: Wir haben Wasserpumpen für unser System gesucht und uns wurden Laborteile für zehntausende Euro angeboten. Am Ende haben wir eine Wasserpumpe für Autowaschanlagen genommen, die eigentlich gar nicht dafür gedacht war, aber nur 200 Euro kostete und trotzdem funktioniert hat.

Felix Fischer
Insgesamt war die Verfügbarkeit von Komponenten zeitaufwändig. Da half Pragmatismus: Statt lange auf die perfekte Lösung zu warten, nahm man das Beste, was verfügbar war, etwa aus dem Baumarkt. Die Philosophie war, erst den schnellsten und günstigsten Ansatz zu wählen und später nachzubessern. Das hat sich aus Not und begrenzten Ressourcen etabliert. Auch Lieferanten waren eine Hürde, die uns anfangs nicht ernst nahmen und als Studierendenprojekt abtaten, obwohl wir auf ihre Brennstoffzellen-Stacks angewiesen waren. Es war eine intensive, aber auch schöne Zeit.

Sie sind jetzt an dem Punkt einer Skalierungsphase. Was ist das Feedback, das Sie aus der Industrie bekommen?

Dr.-Ing. Stephan Herrmann
Viel Respekt mittlerweile, was uns natürlich stolz macht. Das war lange nicht so, sondern als wir neu gegründet hatten, wurden wir nicht so richtig ernst genommen von den großen Industrieunternehmen. Mittlerweile ist es tatsächlich schon so, dass wir uns eine respektable Position erarbeitet haben.

Felix Fischer
Wir haben viel Druck, schneller zu werden, vor allem von Kunden, Investoren und Politik. Unsere Flotte liegt schon bei weit über 70 Prozent Wirkungsgrad, und jetzt wollen alle mehr davon. Das treibt uns gerade am meisten um: Qualität und Stückzahl gleichzeitig liefern. Manche haben uns noch gar nicht auf dem Radar, aber wir rühren auch bewusst noch keine große Werbetrommel, etwa mit einer Amerika- oder Asien-Strategie oder großen wissenschaftlichen Veröffentlichungen, weil die Nachfrage für den Moment mehr als ausreicht.

Ich würde gern die zentralen Funktionalitäten der Innovation verstehen und inwieweit sie eine Bedeutung haben für die Gesamtleistung.

Dr.-Ing. Stephan Herrmann
Die drei wesentlichen Merkmale unseres Produkts sind der höhere Wirkungsgrad, die Reversibilität und die integrale Produktion von reinem CO2. Alle drei ergeben sich daraus, dass wir Brennstoffzellen einsetzen: Nur der elektrochemische Prozess kann reversibel arbeiten und umgeht die thermodynamische Barriere, die alle Verbrennungsanlagen haben. Weil unsere Brennstoffzellen den Brennstoff direkt mit Sauerstoff statt mit Luft umsetzen, entsteht zudem ein hoch angereicherter CO2-Strom. Brennstoffzellen sind aber empfindlich: Sie brauchen eng geführte Gaszusammensetzungen, präzise Temperatursteuerung und kontrollierte Leistungsrampen. Diese Nachteile lösen wir auf Systemebene durch eine enge Verzahnung von Hardware und Software, das hat bisher kaum jemand geschafft. Bei reversiblem Betrieb kommt hinzu, dass die Brennstoffzelle im Strom- und im Elektrolysemodus jeweils ein anderes Gas braucht, das die Steuerung im richtigen Timing bereitstellen muss.

Das System hat drei Kernbauteile: Die Brennstoffzelle sitzt im Brennstoffmodul. Da sie nicht direkt Methan herstellen kann, wandelt ein Reaktorsystem das Gas aus der Brennstoffzelle im Elektrolyse-Betrieb in Methan als künstliches Erdgas um. Ein Gasaufbereitungsmodul bereitet sowohl das CO2 in der richtigen Qualität als auch das in die Brennstoffzelle einströmende Gas auf. Diese drei Module müssen orchestriert zusammenarbeiten. Dazu kommen Subsysteme für Kühlwasser, Druckluft und Wärmeabgabe.

Als Landwirt, der eine Biogasanlage hat und überlegt, sich dieses System anzuschaffen: Was wäre der Mehrwert, den er für sich sieht?

Felix Fischer
Aktuell macht da bei diesem Landwirt entweder ein Motor Strom oder eine Aufbereitungsanlage Biomethan, welches ins Gasnetz eingespeist wird. Wir machen beides in einem. Wir können Strom erzeugen, und wir können das Biomethan, aber auch das synthetische Methan ins Erdgasnetz bringen. Es gibt einen Kunden an einem Standort, der hat tatsächlich keinen Erdgasnetzzugang, sondern der macht sich jetzt autark, indem er seine Diesel-Traktoren abgeschafft und stattdessen CNG-Traktoren hat. Die sind bei der Verbrennung sauberer und die versorgt er jetzt selbst.

Dr.-Ing. Stephan Herrmann
CNG steht für compressed natural gas: Der Traktor fährt mit selbst erzeugtem Erdgas statt aus dem Gasnetz. Zur Einordnung: Biogas wird aus Ernteresten oder Energiepflanzen erzeugt und in umgerüsteten Gasmotoren verbrannt, die aber sehr ineffizient sind, nur 35 bis 43 Prozent der Energie werden zu Strom. Bei Stromüberschuss im Netz müssen diese Motoren stillstehen, dann verdient der Betreiber nichts, was über die Hälfte der Zeit der Fall ist.

Mit unserer Anlage erzeugt er aus demselben Biogas fast doppelt so viel Strom. In der übrigen Zeit kann er die Anlage rückwärts laufen lassen: günstigen Strom aus dem Netz ziehen und daraus synthetisch erzeugtes Gas ins Gasnetz einspeisen. Das ist nötig, weil rohes Biogas nur zur Hälfte aus Methan besteht und ohne Aufbereitung nicht netzfähig ist, wobei bei gängigen Aufspaltungsverfahren der wertvolle CO2-Anteil verloren geht. Wir verbinden beide Welten und verfünffachen so die Erlöse des Betreibers: Strom erzeugen, wenn er teuer ist, und Gas aufwerten, wenn Strom günstig ist. Dieses Setup ist mit keiner anderen Technologie erreichbar.

Wann würden sich die Anschaffungskosten amortisieren?

Felix Fischer
Zwischen drei und fünf Jahren. Was im Übrigen deutlich schneller ist als bei den Gasmotoren oder auch bei Biogasaufbereitungsanlagen, weil wir diesen Hebel haben in beide Richtungen. Man kann auch noch schneller werden. Aber das liegt sehr an den Volatilitäten im Strommarkt und der europäischen Gesetzgebung zu erneuerbaren Gasen.

Was sehen Sie als die nächsten Schritte? Was sind die Innovationen, die Sie sich wünschen?

Felix Fischer
Mehr Power pro Container.

Dr.-Ing. Stephan Herrmann
Wir haben angefangen mit einem Produkt für 100 kW Stromerzeugungsleistung, rückwärts kann es tatsächlich 250 kW aufnehmen. Das ist unsere 100-kW-Klasse. Das erste Produkt kann Energie für 100 Haushalte dauerhaft zur Verfügung stellen. Das ist am unteren Ende des Marktes angesiedelt. Biogasanlagen haben typischerweise Leistungen, die fangen bei 100 kW an, gehen aber bis 5 oder 10 Megawatt, also das Hundertfache. Von unserer kleinen Einheit müsste man 100 Stück hinstellen. Deswegen haben wir eine nächstgrößere Variante entwickelt mit 500 kW, also fünfmal so viel Leistung. Das macht es für uns auch effizienter in der Produktion. Vom Platz her brauchen wir noch das Doppelte, bekommen aber die fünffache Leistung. Das macht es in den Produktionskosten günstiger. Denselben Effekt wollen wir nochmal replizieren und als Nächstes eine 2-Megawatt-Variante machen, also nochmal um den Faktor vier leistungsfähiger.

Felix Fischer
Wir versuchen die Leistung zu maximieren, was es kosteneffizienter macht und auch von der Stückzahl für größere Anlagen rentabler. Was wir eigentlich nicht brauchen, sind fundamental neue Produkte, sondern einfach nur größere.

Ihr Grundprodukt bleibt ein Kraftwerk in Containergröße, das man auf den LKW packen kann oder auf die Schiene?

Dr.-Ing. Stephan Herrmann
Das hat unglaublich viele Vorteile. Wir können das ganze Produkt komplett fertig in einer Fabrik bauen, hier vor Ort testen und dem Kunden liefern wir ein voll funktionsfähiges, voll getestetes Produkt an, was vor Ort in 2 bis 3 Tagen und künftig vielleicht sogar in einem Tag in Betrieb genommen werden kann. Aus Kundensicht geht es nicht besser. Kostensenkungen erzielen geht nur in diesem Konzept, dass man ein Produkt komplett in der Fabrik auf einer Linie produziert und nicht irgendwelche Baustellen aufmacht. Wenn man da jedes Mal ein komplettes Gebäude hinstellen muss, dann hat man vor Ort Wetterbedingungen, Genehmigungsverfahren und alle normalen Probleme von Baustellen. Das fällt bei uns alles weg. Wir versuchen wirklich, diesen Vor-Ort-Aufwand minimal zu machen, denn nur so bekommen wir wirklich die Skalierung hin. Grundsätzlich kann man beliebige Stückzahlen kombinieren.

Wo ist der Bedarf stärker? Beim Gasbedarf oder im Elektrifizieren?

Prof. Dr. Hartmut Spliethoff
Wissen Sie, wie gerade der Strombedarf steigt durch die Rechenzentren? Da werden Rechenzentren gebaut, die einen Strombedarf haben von einem Gigawatt, also 1000 Megawatt. Was der Strom kostet, spielt irgendwann keine Rolle mehr. Natürlich achtet man auch auf Umweltfreundlichkeit und dafür ist diese Innovation eine ideale Technologie. Dann können sie wieder einen Beitrag zur Energiewende leisten.

Felix Fischer
Wenn man in Nordafrika Solarparks hat und die produzieren Strom für einen Cent die kWh – das kostet also fast nichts mehr – dann ist der nächste Schritt, dort in großen Mengen Wasserstoff zu produzieren. Dafür braucht man Elektrolyse und am besten effiziente Elektrolyse. In China steht es auf dem Fünfjahresplan. Wir sehen, dass in Europa viele Wasserstoffprojekte zögerlicher kommen oder teilweise gar nicht umgesetzt werden. Aber weltweit geht es in eine andere Richtung.

Dr.-Ing. Stephan Herrmann
Wenn man es aus der Sicht des Energiesystems und gesellschaftlich betrachtet: Mit dem Wind- und PV-Ausbau in Deutschland kommen wir auf eine fast Parität, dass wir pro Jahr 4000 Stunden zu viel Strom haben und genauso etwa 4000 Stunden lang zu wenig. Das bedeutet für unsere Kraftwerke, dass sie 4000 Stunden Strom erzeugen, 4000 Stunden Strom aufnehmen können müssen. Damit ist es symmetrisch und daran sieht man, dass beide Betriebsmodi etwa gleich wichtig sind. Es gibt die Negativstunden, wo viel zu viel Strom da ist. Es gibt aber auch die Dunkelflaute, wo zwei Wochen lang alle Kraftwerke am Anschlag laufen müssen. Jetzt sollen neue Gaskraftwerke gebaut werden, die dann nur zwei oder vier Wochen im Jahr Strom erzeugen, genau für diese Phasen. Die haben den ganzen Rest der Zeit nichts zu tun. Den gleichen Effekt können unsere Kraftwerke auch erzielen, wo sie aber nicht den Rest des Jahres stillstehen. Eigentlich ist es erwartbar sehr symmetrisch, dass beides etwa gleich wichtig wird.

Ist ein Ziel der Innovation auch, die CO2-Emissionen zu senken?

Dr.-Ing. Stephan Herrmann
Wir tun das auf mehreren Ebenen: einmal durch geringeren Ressourceneinsatz fürs gleiche Ergebnis, das ist die Wirkungsgradeffizienz. Auf der anderen Seite dadurch, dass wir eine implizite CO2-Erzeugung haben, wo der Reinstoff CO2 entsteht und je nachdem, wie dieser Reinstoff genutzt wird, wird er dauerhaft der Atmosphäre entzogen. Wir haben sogar einen Liefervertrag, der besagt, Negativemissionen zu erzeugen, wo das CO2, das aus unseren Anlagen kommt, das aus Biogas entsteht, nicht an die Atmosphäre abgegeben wird, sondern tatsächlich langfristig unter die Erde verbracht wird und dadurch der Atmosphäre netto entzogen wird. Damit schaffen wir es nicht nur, Emissionen zu reduzieren oder auf null zu bringen, sondern negative Emissionen zu erzeugen. Wir arbeiten daran, das im kommerziellen Maßstab in den nächsten Jahren hochzuskalieren.

Langfristig gibt es tatsächlich fast kein Szenario, wo wir den Temperaturanstieg unter 2 Grad halten können ohne negative Emissionen. Dann braucht es dafür global andere Konzepte, das „EU-ETS 2“ Framework dafür ist auch schon in Vorbereitung. Uns hilft die CO2-Bepreisung, daran zu arbeiten. Das ist eine Menschheitsaufgabe, dafür wird es dann irgendwann Lösungen geben und bis dato gibt es privat zahlende Firmen, die das jetzt hochlaufen lassen. Es gibt keine bessere CO2-Quelle als Biogas. Es besteht zu etwa gleichen Teilen aus Methan und CO2. Das ist signifikant einfacher umzusetzen und bei uns kommt es quasi aus dem Auspuff als Reinstoff. Das danach noch zu nutzen und zu speichern ist technisch gesehen das Einfachste.

Prof. Dr. Hartmut Spliethoff
Es gibt schon lange Technologien zur CO2-Abscheidung. Der Nachteil ist bei so einer CO2-Abspaltung, wenn man einen fossilen Energieträger nimmt, dass es wieder mit einer drastischen Absenkung des Wirkungsgrads verbunden ist. Es gibt auch Technologien, die CO2 aus der Luft rausholen. Das ist thermodynamisch aber ungünstig, weil die Konzentration so gering ist. Im Prozess unserer Innovation bekommt man es gratis ohne Wirkungsgradeinbußen. Das ist der Vorteil.

Dr.-Ing. Stephan Herrmann
Wir können damit vermutlich auch die günstigste Lösung für negative Emissionen anbieten, weil der teuerste Teil, das CO2 aus Luft oder Rauchgas herauszufiltern, bei uns entfällt: Wir starten schon mit nahezu 100 Prozent konzentriertem CO2 und müssen es nur noch zur Speicherstätte transportieren. Dadurch werden wir mittel- bis langfristig vermutlich die mit Abstand günstigste Negativemissionstechnologie sein und können das im großen Maßstab ausrollen. Mittelfristig erwarten wir CO2-Preise von 100 bis 200 Euro pro Tonne, während wir selbst deutlich unter 100 Euro pro Tonne liegen dürften. Wir könnten also allein durch die kommende EU-Gesetzgebung wirtschaftlich arbeiten, ohne weitere Förderung. Das dürften nur wenige andere schaffen.

Wie haben Sie die Zusammenarbeit organisiert, als Sie sich entschieden haben, auszugründen?

Felix Fischer
Als Gründerteam aus fünf Maschinenbauingenieuren, bzw. Physikern (oder einer Mischung daraus), war es von Anfang an wichtig, die Rollen klar zu verteilen. Stephan ist der große Produktvisionär und Stratege, ich bin für das operative Tagesgeschäft und die kommerzielle Seite zuständig. Die anderen drei leiten die Produkt- und Produktionsentwicklung. Das hat bislang sehr gut funktioniert.

Dr.-Ing. Stephan Herrmann
Wir setzen weiter auf eine enge Kooperation mit dem Lehrstuhl und Hartmut ist unser wissenschaftlicher Berater. Dadurch sind wir auch weiterhin eng verknüpft. Davon haben beide Seiten etwas. Der Lehrstuhl hat Anlagen, die schon solche Tests ermöglichen, und wir profitieren davon, dass wir da schneller in Ergebnisse kommen. Der Lehrstuhl profitiert davon, dass wir den Anwendungsfall bringen und so versuchen wir, gemeinsam möglichst gut voranzukommen. Mittlerweile ist unsere Innovation ein Vollzeitjob von 220 Leuten. Damit schrumpft unser individueller Beitrag immer weiter – und das muss er auch, weil wir natürlich ein großes Unternehmen werden.

Wann haben Sie jeweils Ihre Leidenschaft für dieses Gebiet entdeckt?

Felix Fischer
Bei mir war die Energiewende von Anfang an die Motivation. Meine Eltern haben mir früh den Klimawandel erklärt, das hat mich schon damals sehr beschäftigt. Daraus entstand mein Interesse an Solar und Wind. Ich komme aus Hamburg, wo die Windbranche irgendwann komplett einbrach. Ich habe dann alle Praktika in der Solarbranche gemacht, die ebenfalls politisch abgesägt wurde: Alles Innovative wanderte ins Ausland ab, nur die Grundlagenforschung blieb hier. Der Gedanke blieb aber: Es muss doch auch in Europa möglich sein, Produkte zu entwickeln, mit Langzeitspeichern und Sektorkopplung. Darüber habe ich meine Masterarbeit am Lehrstuhl geschrieben, an einem Prüfstand zur Vergasung von Reststoffen zu Methan, und bin geblieben. Stephan arbeitete im Nachbarlabor an Brennstoffzellen, irgendwann haben wir beides kombiniert. Eine glückliche Fügung.

Dr.-Ing. Stephan Herrmann
Ich wusste schon früh, dass ich Physik studieren will, ganz nach Goethes Faust: Ich will wissen, was die Welt im Innersten zusammenhält. Mit meinem Schwerpunkt Energietechnik wurde mir klar: Energie ist das große Menschheitsthema, und das wollte ich weiterverfolgen. Deshalb bin ich nach dem Studium von der Physik in den Maschinenbau gewechselt, an Hartmuts Lehrstuhl, der gerade ein neues Brennstoffzellen-Projekt gewonnen hatte und jemanden mit Physik- und Chemiekenntnissen suchte. Ich musste viel Maschinenbauwissen nachlernen, aber vielleicht half es gerade, manchmal aus der gewohnten Gedankenwelt auszubrechen.

Prof. Dr. Hartmut Spliethoff
Für den Kraftwerksbereich kam das schon von meinem Vater. Der war im Kraftwerksbereich tätig. Ich habe Freude an der Forschung entwickelt und die wissenschaftliche Tätigkeit aufgenommen. Entscheidend für mich war, dass man selber gestalten konnte.

In einem Zukunftsszenario, in dem Ihre Innovation eine Rolle spielt: Welchen Baustein werden Sie dann zu einer positiven Zukunft beigetragen haben?

Dr.-Ing. Stephan Herrmann
Den Schlussstein der Energiewende. Wir liefern das letzte große fehlende Teil. Ein Langzeitspeicher für Energie ist sektorübergreifend das, was noch fehlt, in effizienter Weise umgesetzt, und das können wir liefern. Das ist keine kleine Aufgabe.

Felix Fischer
Für mich ist es: Versorgungssicherheit herzustellen, und – relevant vor allem für die deutsche Industrie – Preissignale zu dämpfen, die gerade in die falsche Richtung gehen. Das ist volkswirtschaftlich gedacht, aber die Preisspitzen, die es gerade im Strompreis gibt, machen es den Unternehmen schwer, wirtschaftlich zu arbeiten. Neben der technischen Komponente der Stabilität ist es eine echte Mammutaufgabe, die an sich günstigen Erneuerbaren, auch auf Systemebene gedacht, günstig zu halten.

Prof. Dr. Hartmut Spliethoff
Es ist eine Technologie, die in Zukunft passt. Passend zum Preis.

Danke für das Gespräch!