Eines der größten Probleme der Solarenergie besteht darin, dass sie je nach Tag und Jahreszeit unterschiedlich stark ausfällt. Viele Startups arbeiten daran, die Energieversorgung tagsüber zu verbessern – indem sie tagsüber Energie für die Nacht oder außerhalb der Spitzenzeiten sparen.
Doch kaum jemand hat sich mit der Frage beschäftigt, wie man Solarenergie außerhalb der Saison speichern kann. Was wäre, wenn Haushalte die enormen Mengen an Solarenergie, die während der sonnigen Monate produziert wird, speichern und im Winter zum Heizen und für Strom nutzen könnten?
Bisher konnte diese Vision nicht verwirklicht werden. Batterien sind zu teuer, haben eine zu kurze Lebensdauer und sind zudem unerschwinglich und ineffizient. Daher schied Wasserstoff, der bei der Verbrennung keine Treibhausgase erzeugt, aus der Lösung aus.
Nun will ein norwegisches Startup in den nächsten Jahren eine feste Wasserstofflösung auf den Markt bringen. Norwegen ist ein Land, das in den kalten Wintermonaten etwas Sonnenschein bewahren möchte.
Das Startup Photoncycle hat Räumlichkeiten im Keller des Accelerator-Zentrums im Osloer Wissenschaftspark. Es sieht eher aus wie ein Labor als ein Büro: Auf dem Boden steht ein stuhlgroßer Kupferzylinder, umhüllt von dickem Schaumstoff. Darin steckt die revolutionäre Photoncycle-Technologie.
Das Unternehmen hofft, ein größeres, etwa drei Kubikmeter großes Zylindermodell wenige Meter vom Haus entfernt auf dem Boden installieren zu können. Der Zylinder enthält eine patentierte feste Wasserstofflösung, die eine effizientere Speicherkapazität als Batterien oder flüssiger Wasserstoff aufweist.
Solarmodule auf den Dächern der umliegenden Gebäude versorgen das System mit der in den Einheiten gespeicherten Energie. Überschüssige Energie wird ins Netz eingespeist.
Der Mangel an Speichermöglichkeiten für im Sommer erzeugte Solarenergie führt zu einer „erheblichen Diskrepanz“ zwischen Produktions- und Verbrauchszeiten: „Dies ist eine große Herausforderung für den ordnungsgemäßen Betrieb von Systemen für erneuerbare Energien“, sagt Björn Brandtsaeg, Gründer von Photoncycle.
Die restlichen 50 % werden zunehmend nutzlos, da sie nach ihrer Produktion im Wesentlichen weggeworfen oder abgebaut werden. Wenn man überschüssige Energie speichern und im Winter oder bei Energiebedarf freisetzen kann, hat man eine echte Chance, etwas zu bewirken.
Brandtsaeg ist ein erfahrener Infrastrukturunternehmer. Zwei seiner früheren Unternehmen waren groß: ein Energieinfrastrukturunternehmen in Georgien und die Clean Energy Group, ein norwegisches Unternehmen für erneuerbare Energien. Photoncycle beschäftigt dagegen nur neun Mitarbeiter und wurde in den letzten zwei Jahren mit Brandtsaegs eigenen Mitteln und Mitteln des Startup Lab finanziert.
Die Idee für das Unternehmen entstand während Brandzaegs Gastaufenthalt am MIT. Dort forschte er in einem Team an der Zukunft der Energiespeicherung und der Ausbalancierung eines Energienetzes, das zu 100 Prozent aus erneuerbaren Energien besteht. Ein Unternehmer ohne technische Erfahrung arbeitete mit Wissenschaftlern zusammen, um eine nicht brennbare Lösung zu finden, bei der während des Umwandlungsprozesses nur wenig Energie verloren geht.
Brandtsaeg hielt eine kreideartige Substanz hoch: „Damit kann man eine 20-mal höhere Energiedichte speichern als mit einer Lithiumbatterie.“
„Wir verankern Wasserstoffmoleküle in Feststoffen und fixieren sie so. Wir verwenden eine reversible Hochtemperatur-Brennstoffzelle und tragen so zur Entwicklung einer Brennstoffzelle bei, die Wasserstoff und Strom in derselben Zelle erzeugen kann“, sagte er.
Dies bedeutet, dass Wasserstoff nicht gekühlt werden muss, wodurch er weniger entflammbar und dichter ist als Lithium-Ionen-Batterien.
„Jeder weiß, dass es beim Transport von Wasserstoff in eine Brennstoffzelle und aus ihr heraus zu Verlusten kommt. In unserem System ist dieser Verlust tatsächlich Wärme“, sagte Brandzaeg.
„Man kann Abwärme tatsächlich nutzen, um ein Haus effizient mit Energie zu versorgen – 70 Prozent des Energiebedarfs eines Hauses werden für die Heizung gedeckt“, sagte er.
Das System umfasst Solarmodule, die direkt an die bestehende Infrastruktur angeschlossen werden und so Erdgas in einem Kraft-Wärme-Kopplungssystem durch erneuerbare Energien ersetzen können. Laut Brandtsaeg dauert die Installation etwa einen Tag.
Man könnte annehmen, dass das norwegische Unternehmen das Produkt zunächst in Norwegen testen würde. Da Norwegen jedoch zu den Ländern mit der günstigsten Energie in Europa zählt, wird es für die Verbraucher nicht den gleichen Kosteneinsparungseffekt haben.
Stattdessen entschied sich Brandsag für das benachbarte Dänemark, ein Land mit einigen der höchsten Energiepreise in Europa, um die Technologie als erstes einzuführen.
„Dänemark ist mit seinen rund 400.000 mit Gas und Öl beheizten Haushalten ein geeigneter Markt für die Markteinführung“, sagte er.
Dänemark habe zudem beschlossen, bis 2030 aus der Gasheizung auszusteigen, was die Menschen dazu ermutigen werde, nach neuen Wärmequellen zu suchen, sagte Brandzaeg.
Verbraucher erhalten ein vollintegriertes Kraftwerk im Rahmen eines Abonnementmodells und zahlen eine feste monatliche Gebühr, die Energiekosten von weniger als 0,10 € pro kWh entspricht. Für online produzierten und verkauften Strom bietet Photoncycle einen Gewinnbeteiligungsplan an, bei dem die Verbraucher die Hälfte der Einnahmen aus dem verkauften Strom erhalten.
Brandtsaeg sagte, dass durch die Installation und Verbindung einer ausreichenden Anzahl von Einheiten ein virtuelles Kraftwerk entstehen könne, das mit dem Energiehandel auf den europäischen Energiemärkten beginnen könne.
„Auf diese Weise können Sie nicht nur Energie als Dienstleistung an Kunden verkaufen, sondern auch zu einem sehr großen Energieakteur auf dem Energiemarkt werden.“
Die Gründer hoffen, die Größe des Teams zu verdreifachen und planen, bis 2025 10.000 Einheiten in Dänemark zu verkaufen und bis 2027 zu installieren.
Brandtsaeg sagte, die Idee, festen Wasserstoff zur Energiespeicherung zu verwenden, sei bereits vor mehreren Jahren entstanden, die Unternehmen hätten ihn jedoch bislang nicht für private Zwecke eingesetzt.
„Die von uns verwendeten Festoxidbrennstoffzellen werden bald kommerziell verfügbar sein. Daher werden sie hauptsächlich für größere industrielle Anwendungen eingesetzt.“
Mit der Umsetzung der EU-Solarstrategie dürfte die Installation von Solarmodulen auf Hausdächern in der Region weiter zunehmen. Der Plan, dies bis 2027 für alle bestehenden öffentlichen und gewerblichen Gebäude über 250 Quadratmeter und bis 2029 für alle neuen Wohngebäude verpflichtend zu machen, gibt der Photoncycle-Bewegung einen starken Impuls.
„Elon Musks Erkenntnis ist, dass man den Menschen attraktivere Alternativen bieten muss, um Benzinautos zu schlagen. Ich denke, das ist ein grundlegender Punkt, den man auch bei erneuerbaren Energien berücksichtigen muss“, sagte er.
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Mimi Billing ist leitende Reporterin bei Sifted, berichtet über die nordischen Länder und Medizintechnik und ist auf X und LinkedIn zu finden.
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