Mit Salzwasser gegen Klimawandel: Brineworks denkt Elektrolyse neu

Vom Klimapolitiker zum Gründer eines Climate-Tech-Start-ups 

Die Anfangsgeschichte von Brineworks kann nur das Leben selbst schreiben. Da ist auf der einen Seite Gudfinnur Sveinsson aus Island. Er ist dabei, sein Leben der Klimapolitik zu widmen und studiert an der Columbia University in New York Energie- und Umweltpolitik. Doch Gudfinnur Sveinsson will nicht nur über Klimaschutz reden, sondern selbst eine wirkungsvolle Lösung aufbauen. Er sucht den Dialog mit zahlreichen Expert*innen weltweit und kommt zum Schluss: 

Fortan hat Gudfinnur Sveinsson eine Mission. Er macht sich auf die Suche nach möglichen Mitstreiter*innen. Die Spur führt ihn zur renommierten Jaramillo Group an der Stanford University – einer der weltweit führenden Forschungsgruppen für Elektrochemie. Dort entwickelt Dr. Joseph T. Perryman Membran-Elektrolyseurtechnologien, die die Elektrolyse von verunreinigtem Wasser für die Wasserstoffproduktion ermöglichen sollen – verwandt mit dem Next-Gen-Elektrolyseur von Brineworks für die direkte CO₂-Abscheidung. Gudfinnur Sveinsson schreibt ihm ein Mail. Und noch eins. Schliesslich kommt ein Zoom-Gespräch zustande. Es ist Januar 2023.

Im Zoom-Call erzählt Gudfinnur Sveinsson seine Geschichte, zeigt seine Markt- und Politikanalysen, dazu grobe Kostenrechnungen. Sein klares Ziel: eine extrem kostengünstige Direct-Air-Capture-Technologie (DAC) bauen, die CO₂ aus der Luft entfernt und nur mit erneuerbarem Strom betrieben wird. Joe Perryman ist sofort interessiert. Doch die Sache hat einen Haken. 

Ein paar Tage später der Rückruf: Die Partnerin ist einverstanden, Joe Perryman will seine jahrelange Forschung in die Praxis überführen. In den folgenden sechs Monaten arbeiten die beiden Weltenbürger an ihrer Idee.  Dann finden sie tatsächlich einen Investor in den Niederlanden und ziehen nach Amsterdam. Brineworks war geboren.  

Ein Elektrolyseur, der dem Rhythmus der Sonne folgt 

In Amsterdam beginnt die technische Arbeit. Das mittlerweile um einige Spezialist*innen angewachsene Team entwickelt die Kernarchitektur eines neuen Elektrolyseurs. Sie lösen eine Aufgabe, die in der Elektrochemie bislang als ungelöst gilt: 

• Sehr niedrige Investitionskosten
• Ausschliesslich Materialien, die auf der Erde reichlich vorhanden sind
• Echtes «On/Off»: Der Elektrolyseur kann vollständig hoch- und herunterfahren 

Letzteres ist wichtig, weil die günstigsten Energiequellen heute Solar- oder Windstrom sind – oder Überschussstrom aus dem Netz. Wenn der Elektrolyseur ausschliesslich in Betrieb ist, wenn dieser Strom bereitsteht, wird die Produktion günstiger. Ziel von Brineworks ist es, die Kosten für die Abscheidung einer Tonne CO₂ drastisch zu senken. Im Bereich DAC gilt ein Preis von 100 US-Dollar pro Tonne CO₂ als entscheidende Marke. Erst bei diesen Kosten kann DAC wirklich im grossen Stil eingesetzt werden – etwa für die Produktion nachhaltiger Treibstoffe oder zur dauerhaften Entfernung von CO₂ aus der Atmosphäre. Doch die heute verfügbaren Technologien sind von diesem Kostenziel noch weit entfernt.

Salzwasser statt teurer Chemie

Viele Direct-Air-Capture-Technologien der ersten Generation – etwa von Pionieren wie Climeworks oder Carbon Engineering – funktionieren mit hitzeintensiven Prozessen. Sie brauchen Hochtemperaturwärme, spezielle Materialien und Anlagen, die nur an wenigen Standorten wirtschaftlich betrieben werden können. 

Brineworks wählt einen anderen Weg:

• Das CO₂ wird in einer Salzlake aufgenommen («brine» bedeutet Salzlake). 
• Der Elektrolyseur verarbeitet diese Lösung elektrochemisch – ohne hohe Temperaturen – und gewinnt das CO₂ daraus wieder zurück.
• Es wird ausschliesslich Strom und keine zusätzliche Prozesswärme benötigt. 

Damit kann der Elektrolyseur grundsätzlich überall dort betrieben werden, wo es Sonne oder Wind hat – und das mit einer Salzlösung, die in einem geschlossenen Kreislauf geführt wird. Teure Materialien und eine aufwendige Wärmetechnik sind nicht notwendig. Joe Perryman: «Im Kern nehmen wir CO₂ in einer Salzlösung auf und setzen es mit unserem Elektrolyseur wieder frei. Dabei erzeugen wir gleichzeitig Wasserstoff, und das zu sehr geringen Kosten.»

Investoren als Sparringspartner – auch Energie 360° 

Dass Brineworks heute in Amsterdam ein eigenes Labor betreibt und Pilotanlagen baut, hat stark mit den frühen Investoren zu tun. Der erste Geldgeber war gleich einer der weltweit führenden Climate-Tech-Fonds, Pale Blue Dot. Ein weiterer Investor ist der Smart Energy Innovationsfonds von Energie 360°. Beide sind für Gudfinnur Sveinsson mehr als nur Kapitalgeber: «Wir haben das Glück, dass unsere Investor*innen nicht nur Geld geben, sondern als Sparringspartner auftreten – sie bringen Erfahrung, Kontakte und kritische Fragen mit.» 

Mit Energie 360° diskutieren die Gründer auch strategische Fragen: Welche Anwendungen werden zuerst bedient – CO₂-Entfernung, E-Fuels oder industrielle Nutzung? Wie sieht ein stufenweiser Scale-up aus? Und welche Risiken müssen zuerst adressiert werden, damit die Technologie auch kommerziell trägt? Auch für Energie 360° ist die Partnerschaft mit Brineworks äusserst spannend.  

«Für die Energiewende brauchen wir sowohl E-Fuels als auch CO₂-Entfernung. Dafür wiederum braucht es zwei Dinge: sauberen Wasserstoff und sauberes CO₂. Genau hier setzt Brineworks an. Die Technologie kann beides liefern und macht so neue, skalierbare Geschäftsmodelle möglich. Deshalb passt Brineworks optimal in unser Carbon-Management- und -Removal-Portfolio», sagt Demis Acrostelli, Investment Manager beim Smart Energy Innovationsfonds von Energie 360°.

Vom Labor zum Piloten – und weiter zur Gigatonne 

Die Geschichte von Brineworks ist noch jung. Nach der Konzeptphase 2023 in den USA startet das Team im selben Jahr in Amsterdam mit den ersten Laborprototypen. 2024 bauen sie ein Pilotprojekt auf Gran Canaria, bei dem vor allem der Elektrolyseur im Fokus steht. 

Der nächste grosse Schritt ist es nun, einen kompletten DAC-Piloten in Amsterdam zu bauen. Er soll 2026 funktionsfähig sein. Kapazität: 25 Tonnen CO₂. Mit ihm will Brineworks den vollständigen Prozess demonstrieren – inklusive Kosten- und Energieverbrauch. In den kommenden ein bis zwei Jahren soll eine Demonstrationsanlage folgen, die bereits rund 1000 Tonnen CO₂ pro Jahr aus der Luft entfernen soll. Spätestens 2030 möchte Brineworks seine Technologie im voll kommerziellen Massstab anbieten – mit Kosten von etwa 200 US-Dollar pro Tonne. Perspektivisch peilt das Start-up weniger als 100 US Dollar pro Tonne bis 2035 an. Um die CO₂-Last der Atmosphäre zu mindern, setzten die beiden Gründer alles auf eine Karte, wie Joe Perryman sagt: «Wir sind überzeugt, dass sich im kommenden Jahr – oder in den kommenden zwei – zeigen wird, dass wir eine der, wenn nicht sogar die, kostengünstigsten Direct-Air-Capture-Lösungen der Welt entwickelt haben. Danach geht es darum, sie gemeinsam mit starken strategischen Partner*innen weltweit zu skalieren.»