Kein Problem, wenn Gas entweicht: Luft ist nicht giftig und auch nicht brennbar wie eine Lithium-Ionen-Batterie. credit
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Kein Problem, wenn Gas entweicht: Luft ist nicht giftig und auch nicht brennbar wie eine Lithium-Ionen-Batterie. credit

Energiewende

Energie in flüssiger Luft speichern

  • Thomas Magenheim-Hörmann
    VonThomas Magenheim-Hörmann
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Die Idee ist bestechend: In flüssiger Luft lässt sich viel Energie speichern. Vier junge Münchner wollen damit die Energiewende global zum Selbstläufer machen.

Justin Scholz macht sich noch schnell ein paar Notizen. „Ich habe gerade mit einem Investor gesprochen“, entschuldigt sich der 28-jährige Wirtschaftsingenieur. Er möchte eine Idee an den Mann bringen, die ambitioniert klingt. „Wir wollen die Energiewende global zum Selbstläufer machen, und dazu brauchen wir etwas, das es überall gibt“, sagt der gebürtige Münchner. Das ist Luft. Die in flüssiger Form als Energiespeicher zu nutzen, hat sich das gerade von Scholz und drei Mitstreitern gegründete Start-up Phelas aus Gilching bei München zur Aufgabe gemacht.

Der Gründer versucht anschaulich zu erklären, wie viel Energie in flüssiger Luft gespeichert werden kann. „Aus einem Liter Flüssigluft werden 727 Liter gasförmige Luft.“ Auch Laien verstehen sofort, dass bei dieser Umwandlung enorme Druckunterschiede auftreten und Energien frei werden, die zur Stromabgabe taugen. Dazu kommen weitere, unmittelbar einleuchtende Vorteile. Wird zum Beispiel etwas undicht, entweicht nur Luft und kein Gift. „Luft kann nicht wie eine Lithium-Ionen-Batterie brennen“, erklärt Scholz weiter.

Die Speichersysteme, die Phelas plant, hätten eine Systemhaltbarkeit von mindestens 15 Jahren. Das soll heißen, dass sie anders als herkömmliche Batterien über diesen Zeitraum nicht in ihrer Speicherfähigkeit nachlassen, also weit länger haltbar sind.

Mit dieser Idee haben Scholz, Pit Sippel, ein Doktor der Physik, Energieingenieur Leon Haupt und Unternehmensberater Christopher Knoch am 16. November 2020 mitten in der Corona-Pandemie nach zweieinhalbjährigen Vorarbeiten Phelas gegründet, womit ihr Unternehmen auch für Start-up-Verhältnisse jung ist. Namhafte Förderer wie die Europäische Raumfahrtagentur Esa, den Versicherer Munich Re oder die Initiative for Industrial Innovators gibt es dennoch schon.

Das Unternehmen

Das Wort Phelas setzt sich aus den Anfangsbuchstaben von „power heat electricity liquid air storage“ zusammen und steht für Energiespeicherung in Flüssigluft.

Luft wird bei Temperaturen unter minus 200 Grad Celsius flüssig. Sie über Stunden oder Tage tiefgekühlt zu halten, kostet keine zusätzliche Energie. Dafür sorgen sogenannte kryogene Anlagen mit Isolation für extrem niedrige Bereiche. Die werden in der Raumfahrt oder der chemischen Industrie eingesetzt. Luft verbraucht wird im Phelas-System nicht. Sie wird erst verflüssigt, dann aber wieder zum Gas und das sogar in gereinigtem Zustand.

Das Gründer-Quartett des Jungunternehmens peilt gut 50 Prozent Effizienz an. Das bedeutet, dass bei der Verflüssigung von Luft und deren Rückumwandlung in Gas knapp die Hälfte der gespeicherten Energie verpufft. Das klingt nach viel. Gespeichert wird aber erneuerbare Energie, die sonst gar nicht erst erzeugt werden würde und damit zu 100 Prozent verloren ginge. Andere Speichertechniken haben höhere Effizienzen, dafür aber auch andere Nachteile wie höhere Kosten, Explosions- oder Brandgefahr. tma

„Wir gehen definitiv davon aus, dass das Potenzial hat“, sagt Esa-Experte Thomas Balletre. Technologisch sei die Phelas-Idee auf jeden Fall machbar. Sie könne zu einem Teil der Energiewende werden, auch wenn es immer Risiken bei einer jungen Technologie wie dieser gebe. „Phelas hat uns in allen Punkten überzeugt“, bescheinigt auch Munich Re. Diese Punkte reichen von Realisierbarkeit über eine skalierbare Geschäftsperspektive bis zum für den Versicherer besonders wichtigen Klimaaspekt. Munich Re hofft bei Phelas auf die Entwicklung eines Stromspeichersystems, das fossile Stromerzeugung bald vollständig verzichtbar macht.

Scholz und seine Mitstreiter sind ehrgeizig. „Wir wollen 2025 am Markt sein“, sagt er zum Geschäftsplan. Verpackt werden sollen Technik und Flüssigluftspeicher mit Kapazitäten im Megawattbereich in Behältern von Schiffscontainergröße, die die Phelas-Gründer künftig auf dem Gelände von Solarfeldern oder Windparks stehen sehen. Sie sollen dort die Dunkelflaute überbrücken, also überschüssig produzierte Energie für die Zeit speichern, wo kein Wind weht oder keine Sonne scheint. In einem zweiten Schritt könnten die Speicher auch Stromerzeugern oder Industriebetrieben mit großem Strombedarf angeboten werden.

„Unsere Technologie ist sehr kostengünstig“, sagt Phelas-Mitgründer Scholz

Auch von der Wirtschaftlichkeit ist das Gründerquartett überzeugt. Die Speicher seien kostengünstig in großen Stückzahlen herstellbar und wegen ihrer Normgröße als Schiffscontainer gut transportabel, schwärmt Scholz. Die eigene Innovation sieht er in der Konfiguration des Gesamtsystems. Ultimativ soll auch eine eigene Speicherproduktion aufgebaut werden, was bis zum geplanten Marktstart in fünf Jahren wohl eine zweistellige Millionensumme kosten werde.

Das Gründerteam von Phelas.

Erst einmal muss aber potenziellen Investoren ein funktionierender Prototyp präsentiert und eine laufende erste Finanzierungsrunde erfolgreich abgeschlossen werden. Das soll noch im ersten Quartal 2021 passieren. „Unsere Technologie ist sehr kostengünstig speziell für große Mengen gespeicherten Stroms“, sagt Scholz. Direkte Konkurrenten gebe es bislang nicht. Nur das britische Unternehmen High View verfolge einen ähnlichen Ansatz, plane aber den Bau raffinerieähnlicher Großanlagen, die nicht wie bei Phelas skaliert werden könnten.

Phelas will Ende 2023 das erste Pilotprojekt starten

Auch potenzielle Investoren wie die Initiative for Industrial Innovators halten den Ansatz des Start-ups für zukunftsträchtig. Mit einer kleinen Summe fördert sie es bereits und überlegt, in der laufenden Finanzierungsrunde größer einzusteigen. Die Hälfte des für die nächste Stufe insgesamt nötigen Kapitalbedarfs sei bereits zugesagt, sagt Scholz und ist zuversichtlich, auch den Rest noch an Land zu ziehen. Danach planen die Phelas-Gründer für Ende 2023 mit einem ersten Pilotprojekt und zwei Jahre später mit dem kommerziellen Markteintritt.

Auch ein Scheitern ist aber möglich. „Wir haben noch große Hürden vor uns“, räumt Scholz ein. Aber eine Vision treibt ihn an: „Wir wollen erneuerbare Energien weltweit so kostengünstig machen, dass es keinen Sinn mehr hat, Öl zu verfeuern oder Kohle- und Gaskraftwerke zu bauen.“