Große Batteriespeicher sollen Strom bereitstellen, wenn der Wind nicht weht und die Sonne nicht scheint – und sind deshalb gerade auf der ganzen Welt extrem gefragt. Doch die herkömmliche Lithium-Ionen-Technik hat einen großen Nachteil: Sie enthält kritische Rohstoffe wie Lithium, Nickel oder Kobalt, die oft unter fragwürdigen Umständen gewonnen werden. Das Start-up CMBlu Energy aus dem fränkischen Alzenau versucht, technisch einen anderen Weg zu gehen – und hat jetzt nach zehn Jahren Forschung den ersten großen Kunden an Land gezogen: Der Essener Energiekonzern Uniper kauft dem Start-up nach Informationen der F.A.Z. Batteriespeicher mit einer Kapazität von mindestens fünf Gigawattstunden ab.
Die kürzlich geschlossene Rahmenvereinbarung läuft bis 2037 und sieht vor, dass Uniper vom kommenden Jahr an Batteriesysteme in Tranchen von jeweils mindestens 100 Megawattstunden abnehmen kann. Zum Preis machen beide Seiten keine offiziellen Angaben; er dürfte sich nach Informationen der F.A.Z. auf etwa 100.000 Euro je Megawattstunde belaufen, das wäre etwas höher als der durchschnittliche Preis für herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien. „Diese Vereinbarung ist ein wichtiger Meilenstein für die industrielle Skalierung unserer Technologie“, sagt Constantin Eis, Vorstandsvorsitzender von CMBlu.
Alle Komponenten aus Deutschland
Er bezeichnet sein Produkt als „biologische Solid-Flow“-Batterie, welche die sogenannte Redox-Flow-Technik mit Solid-State-Speichermaterialien kombiniert. Oder anders ausgedrückt: Sie bringt Flüssig- und Feststoffe in einer Batterie zusammen. „Der Grundgedanke stammt aus der Natur“, sagt Eis. „Dort gibt es organische Moleküle, die Energie speichern und abgeben können. Genau das machen wir uns zunutze.“
Die Batterien von CMBlu laden wasserbasierte, organische Elektrolyte mit Energie auf und speichern diese in einem Feststoff. Dadurch erhöhe sich die Energiedichte gegenüber klassischen Redox-Flow-Batterien um den Faktor vier bis fünf und sei damit deutlich wirtschaftlicher, sagt Eis. Zudem verwende sein Unternehmen für die Speicherung weder Seltene Erden noch Lithium. „Alle Komponenten können im Grunde aus Deutschland selbst kommen“, sagt Eis, der vor seiner Tätigkeit bei CMBlu den Hamburger Ökostromversorger Lichtblick geführt hat. „Wir können uns damit von den globalen Lieferketten befreien.“
Und er sieht noch weitere Vorteile gegenüber herkömmlichen Batterien. Die Materialien seien nicht brennbar und der Platzbedarf geringer, weil die Batterien stapelbar sind. So werde bei vergleichbarer Leistung deutlich weniger Fläche benötigt. Zudem seien bei der Technik von CMBlu Energy – anders als bei klassischen Lithium-Ionen-Batterien – die Kapazität sowie die Leistung vollständig voneinander entkoppelt. „Bei uns lässt sich die Energiemenge einfach dadurch steigern, dass man den Tank inklusive Inhalt vergrößert, ohne die Leistungselektronik anfassen zu müssen“, sagt Eis. „Das hat enorme wirtschaftliche Vorteile, gerade wenn man lange Speicherdauern braucht.“
Speicher für mehr als zehn Stunden
Große Lithium-Ionen-Batterien, die gerade einen gigantischen Boom erleben, speichern Strom normalerweise für zwei bis vier Stunden, bevor sie ihn wieder abgeben. Eingesetzt werden sie typischerweise für Arbitrage-Geschäfte im Stromhandel, das heißt, sie verdienen Geld mit dem Preisunterschied zwischen Stunden mit viel oder wenig Erneuerbaren-Erzeugung sowie mit der Erbringung von Regelenergie zur Frequenzstabilität. „Unsere Batterie ist ab etwa fünf Stunden Speicherdauer wettbewerbsfähig, und ab zehn Stunden sind wir Lithium-Ionen überlegen – sowohl beim Preis als auch beim Platzbedarf“, behauptet Eis.
Uniper könnte die Batterien auch zur Stabilisierung des Stromnetzes einsetzen oder auch am Kapazitätsmarkt vermarkten, der bald ausgeschrieben werden soll. Wissenschaftler sehen in der Technik von CMBlu Energy durchaus Potential. Ein Fragezeichen steht noch hinter einer möglicherweise aufwendigeren Wartung der Systeme. Auch Kunde Uniper bezeichnet die Technik als „vielversprechend“, gleichzeitig müsse sich „ihre Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit im großskaligen Einsatz erst noch weiter bestätigen“.
Die Rahmenvereinbarung baue auf der bestehenden Entwicklungszusammenarbeit der beiden Unternehmen auf und markiere den Übergang von der Entwicklung in die kommerzielle Skalierung. Auch Mercedes-Benz soll die Batterie des Herstellers in seinem Werk in Rastatt zum Ausgleich von Lastspitzen nutzen.
Eis lässt durchblicken, dass es für das Unternehmen bislang dennoch nicht ganz einfach war, Abnehmer zu finden; Energieversorger und Netzbetreiber sind traditionell nicht für ihre Risikofreude bekannt. Gefertigt werden die Batterien in einer Fabrik in Alzenau vor den Toren Frankfurts; dort können nach Angaben des Unternehmens Batterien mit einer Kapazität von einer Gigawattstunde im Jahr produziert werden. Weitere Produktionsstätten in Athen (Griechenland) und in den USA sind in Planung. Insgesamt beschäftigt das Unternehmen, welches bislang etwa 250 Millionen Euro investiert hat und noch nicht profitabel ist, 250 Mitarbeiter. Den Gesellschafterkreis, zu dem bislang unter anderen ein großes deutsches Family Office und das österreichische Bauunternehmen Strabag zählen, will CMBlu Energy demnächst „signifikant erweitern“.
