Jederzeit Solarstrom nutzen: Redox-Flow-Batterien sind die Lösung.

Die Redox-Flow-Batterien von Voltstorage liefern Sonnenenergie rund um die Uhr – dank einer Speichertechnologie ohne ökologische Minuspunkte. Ihr Iron-Redox-Flow-System ist auf dem Weg, eine der günstigsten Batteriespeicherlösungen der Welt zu werden.

Jakob Bitner, Michael Peither und Felix Kiefl, die Gründer von VoltStorage stehen vor einer Wand.

Wie lässt sich Sonnen- oder Windenergie nutzen, selbst wenn die Sonne nicht scheint und der Wind nicht weht? Diese Grundfrage stellten sich Jakob Bitner, Michael Peither und Felix Kiefl, die Gründer des Münchner Start-ups Voltstorage. Die Antwort ist einfach: durch Stromspeicher. Die Umsetzung: schon etwas schwieriger. Die Herausforderung war, das Ganze so wirtschaftlich wie möglich zu gestalten. Denn herkömmliche Batteriespeicher anzuschaffen, ist in der Regel zu teuer im Vergleich zum Ertrag. Zudem lag und liegt ein besonderer Fokus auf dem Thema Nachhaltigkeit. Stromspeicher auf Lithium-Basis waren schon auf dem Markt, sind aber ökologisch fragwürdig. Eine neue Technologie musste also her.

 

Batterien ohne Kompromisse

Diese fand Michael Peither während des Studiums in Form von Redox-Flow-Speichern. Die Technologie existiert zwar bereits seit den 1950er-Jahren, bisher allerdings nutzte sie noch kaum jemand für eine kommerzielle Produktion. Peither nahm 2015 ein Urlaubssemester und entwickelte im Keller seines Elternhauses einen ersten Prototyp. Ein Jahr später gründete er gemeinsam mit Felix Kiefl und Jakob Bitner das Unternehmen Voltstorage. Aber was macht die Technologie so besonders?

Lithium-Ionen-Akkus sind seit langer Zeit State of the Art. Zahlreiche Produzentinnen und Produzenten verbauen diesen Akkutyp nicht nur in Smartphones, Laptops und Tablets, sondern auch in Elektroautos sowie stationären Stromspeichern. Zwei Rohstoffe stehen bei der Herstellung besonders in der Kritik: Lithium und Kobalt. Ersteres wird aus Salzseen und im Bergbau abgetragen – ein oftmals schwerer Eingriff in die Natur. Beim Kobalt sind es besonders die Arbeitsbedingungen beim Abbau, die für Kritik sorgen. Vor allem in den Minen im Kongo, einem der Hauptexporteure von Kobalt, herrschen prekäre Zustände. Beide Nachteile spielen bei den Batterien von Voltstorage keine Rolle. Denn deren Speichersysteme basieren auf einer gänzlich anderen Technologie. Die benötigten Rohstoffe muss das Münchner Start-up nicht aus dem Kongo oder den chilenischen Salzwüsten beziehen: Zum Einsatz kommt das Redox-Flow-Batteriesystem – eine Flüssigbatterie, auch Flusszelle genannt. Voltstorage ist das erste Unternehmen weltweit, das diese Art von Stromspeichern für die Heimanwendung produzierte.

 

Eine Frau und ein Mann in Laborkleidung, vor ihnen ein Versuchsaufbau für das sogenannte Iron-Salt-Speichersystem

Die Technologie für die Speicherlösung existiert bereits seit den 1950er-Jahren. Allerdings nutzte sie kaum jemand für eine kommerzielle Produktion.

Ein Redox-Flow-Batteriesystem besteht aus zwei Tanks, in denen flüssige Elektrolyte in separaten Kreisläufen fliessen. Über eine zwischengeschaltete Membran kommen Ionenflüsse in Gang, wobei Strom erzeugt wird. Als elektrischen Leiter für den Austausch nutzten die Unternehmer unter anderem Vanadium. Dieses chemische Element kommt auf der Erde relativ häufig vor, überwiegend gebunden in verschiedenen Mineralien. Es entsteht als Nebenprodukt bei der Stahlerzeugung. Als Legierung mit Chrom findet es beispielsweise für Werkzeuge, aber auch für den Bau von Flugzeugturbinen Verwendung.

 

Leistung ohne Verlust

Doch auch hier sind die jungen Unternehmer von Voltstorage bereits einen wichtigen Schritt weiter. Aktuell arbeitet Voltstorage an der Entwicklung grösser dimensionierter Speichersysteme. Dabei kommt ein multitechnologischer Ansatz zum Zug: Zum einen arbeitet das Start-up an der Entwicklung eines Gewerbespeichers auf Basis der Vanadium-Redox-Flow-Technologie, zum anderen an Long Duration Batteries auf Basis der innovativen Iron-Salt-Technologie.

Während ein weiteres Manko von Lithium-Akkus darin besteht, dass ihre Kapazität mit laufender Nutzung abnimmt, können Nutzerinnen und Nutzer von Batterien mit der Redox-Flow-Technologie diese mehr als 20-mal öfter laden, ohne dass sie an Leistung verlieren. Über Jahrzehnte können die Speichersysteme so ein gleichbleibendes Niveau halten. Damit werden Speicher wesentlich wirtschaftlicher und ökonomischer, was den Kundinnen und Kunden zugutekommt.

 

Corporate Venture Capital: das Beste aus zwei Welten

Beim 2015 gegründeten Smart Energy Innovationsfonds handelt es sich um einen Corporate-Venture-Capital-Fonds. Solche Fonds haben das Ziel, die Innovationskraft etablierter Unternehmen durch die Kollaboration mit Start-ups zu verbessern. Denn Alt und Neu ergänzen sich mit ihren unterschiedlichen Stärken: Die Unternehmen befruchten sich gegenseitig und bringen neue Ideen und Produkte gemeinsam voran. Etablierte Unternehmen sprechen Corporate Venture Capital, um an Zukunftstechnologien zu partizipieren und Talente kennenzulernen. Die Start-up-Gründerinnen und -Gründer ihrerseits erhalten – zusätzlich zum Kapital – Zugang zum Netzwerk der etablierten Unternehmen. Dieser Zugang zu Expertinnen und Experten ist für die Start-ups oft entscheidend.

 

Die Elektrolytlösung, die bei Redox-Flow-Batteriesystemen zum Einsatz kommt, besteht darüber hinaus grösstenteils aus Wasser und ist deshalb nicht entflammbar. Ausserdem gibt es bei dieser Energiespeicherung keine Ressourcenproblematik bei der Herstellung. Die Iron-Salt-Technologie hat ergänzend die Vorteile, dass es eine besonders kostengünstige sowie auch temperaturresistente Batterietechnologie ist, die auch für klimatisch herausfordernde Regionen geeignet ist. Die Start-up-Gründer hoffen daher, auch für Schwellen- und Entwicklungsländer längerfristig eine nachhaltige Perspektive zur Stromversorgung zu schaffen. «Einen geplanten Markteintritt gibt es noch nicht. Aber wir sind sehr, sehr zuversichtlich. Es ist keine Frage des Ob, sondern nur des Wann», sagt Mitgründer und CEO Jakob Bitner.

 

Innovative Lösung für Unternehmen

Bisher konzentrierte sich das Unternehmen mit seinem Modell «SMART» auf Speichersysteme in Kühlschrankgrösse für den Heimgebrauch. Neu will Voltstorage seine Systemeinheiten vergrössern, dem Grundkonzept aber treu bleiben. Durch die Iron-Salt-Technologie soll es dank diesen Speichern künftig möglich werden, auch Grundlasten von Gewerbekundinnen und -kunden mit hohem Strombedarf zu überbrücken. Mit einem angestrebten Zielpreis von 5 Eurocent pro Kilowattstunde wären die Iron-Salt-Speichersysteme weltweit mit die günstigsten auf dem Markt.

 

Energie 360° mit ihrem Smart Energy Innovationsfonds war eine unserer ersten Förderinnen. Das war gerade in der Startphase enorm wichtig.

Jakob Bitner, CEO Voltstorage.

 

Die strategische Neuausrichtung des Start-ups hatte auch ökonomische Gründe. Um sich längerfristig auf dem Heimspeichermarkt halten zu können, hätte das Unternehmen die Kosten weiter senken müssen. Das wäre aber aufgrund der bestehenden Fixkosten nicht möglich. «Wenn wir das gleiche Produkt grösser produzieren, reduzieren sich die relativen Kosten. Die verbaute Elektronik ist dieselbe, aber die Leistung steigt. Das ist vor allem für Gewerbekundinnen und Gewerbekunden attraktiv, wodurch wir mit diesem Schritt viel wettbewerbsfähiger werden», sagt Bitner.

 

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Venture Capital für eine saubere Sache

Das Engagement des Start-ups für eine fairere und sauberere Welt passt zur Philosophie von Energie 360°. Für ihr selbstgesetztes Ziel, bis 2040 ausschliesslich erneuerbare Energie anzubieten, investiert die Energieversorgerin mittels ihres Smart Energy Innovationsfonds mit Venture Capital gezielt in junge Unternehmen im Energiebereich, die sich das Thema Nachhaltigkeit auf ihre Fahne geschrieben haben. Denn für eine klimafreundliche Zukunft bedarf es innovativer Ideen und mutiger Unternehmen, die sie umsetzen. Energie 360° hat Voltstorage über den Smart Energy Innovationsfonds von Beginn an unterstützt und gefördert. «Obwohl wir uns mit unserem Unternehmen noch in einer sehr frühen Phase befanden, beurteilte Energie 360° unseren Ansatz als vielversprechend und das Konzept hat gepasst. Energie 360° war eine unserer ersten Förderinnen. Das war gerade in der Startphase enorm wichtig», sagt Bitner.

 

Meilensteine von Voltstorage

2016

  • Gründung der Voltstorage GmbH
  • Ein innovatives und patentiertes Produktionsverfahren ermöglicht erstmals die kosteneffiziente Fertigung von Vanadium-Redox-Flow(VRF)-Stromspeichersystemen für den Massenmarkt.

 

2017

  • Durch ein Millionen-Investment kann das Team durch internationale Expertinnen und Experten erweitert werden und wichtige Schlüsselkomponenten mit eigener Entwicklungsarbeit realisieren.
  • Der Smart Energy Innovationsfonds beteiligt sich an Voltstorage

 

2018

  • Das erste kostengünstige Heimspeichersystem auf Basis der VRF-Technologie kommt auf den Markt: Voltstorage SMART.
  • In diesem Jahr erhält Voltstorage den VDE Award für die Entwicklung des weltweit ersten kostengünstigen VRF-Stromspeichers für Privathaushalte.

 

2019

  • Privatanlegerinnen und Privatanleger investieren im Rahmen einer Crowdfunding-Kampagne 1 Million Euro in Rekordzeit. Das Kapital soll zum Ausbau der Serienproduktion, des Vertriebsnetzwerks sowie für die Produktweiterentwicklung verwendet werden.

 

2020

  • Voltstorage wird mit dem Innovation Leben Award ausgezeichnet.
  • Für das weitere Wachstum erhält Voltstorage ein Investment von 6 Millionen Euro.

 

2021

  • Voltstorage richtet sich strategisch neu aus und fokussiert sich auf die Entwicklung grösser dimensionierter Speichersysteme.
  • Voltstorage beschäftigt jetzt über 50 Mitarbeitende.
  • Voltstorage forscht an der Entwicklung der Iron-Salt-Technologie.
  • Voltstorage wird ausgezeichnet als «Energie Start-up Bayern 2020».
  • Voltstorage entwickelt Technology Demonstrator für den Vorläufer des künftigen Gewerbespeichersystems auf Basis der Vanadium-Redox-Flow-Technologie.

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