NASA-Technik: Warum ein Deutscher mit Batterie-Startup nach China geht

Die Geschichte von Henning Rath hat alles, was dem Westen Hoffnung geben könnte. Ein neuartiger, besonders langlebiger Batterietyp, der ohne Seltene Erden und Lithium auskommt und wie gemacht dafür ist, Stromnetze zu stabilisieren. Geniale, aber lange Zeit viel zu teure NASA-Technik, die in jahrzehntelanger Forschung an der Universität Stanford massentauglich gemacht wurde. Ein Start-up – Enervenue – mit Forschern aus den Vereinigten Staaten, reichen Investoren aus dem Nahen Osten und seit Neuestem einem deutschen Vorstandschef, der die globale Energieindustrie kennt wie kaum jemand sonst. Es sind die Zutaten, die das industrielle Wirtschaftsmodell des Westens lange Zeit so stark gemacht haben.

Wäre da nicht ein Detail: Das schmucklose, aber moderne Gewerbegebiet, in das Rath die F.A.Z. an einem Tag im April gelotst hat, liegt in einer Stadt namens Changzhou. Die Stadt ist mit dem Schnellzug knapp eine Stunde von Shanghai entfernt. Changzhou ist eine dieser Städte, die das Rückgrat des industriellen Aufstiegs Chinas ausmachen. Fabrikwand an Fabrikwand steht hier, was Deutschland noch immer als Alleinstellungsmerkmal reklamiert: produzierender Mittelstand.

Von außen ist die Fabrik von Enervenue unspektakulär: weiße Verkleidung, am Eingang ein großer Parkplatz, dahinter die Kantine. Doch als Rath in seinem Büro anfängt zu erzählen, spart er nicht mit Superlativen. „Wir produzieren Nickel-Wasserstoff-Batterien“, sagt Rath. „Die Welt hat so was noch nicht gesehen, das ist völlig neu.“ Rath spricht von einem „Rohdiamanten“.

Wenn es um Batterieverheißungen geht, gibt es allen Grund, skeptisch zu sein. Die europäische Batteriehoffnung Northvolt verbreitete jahrelang die kühnsten Ankündigungen, nur um wenig später spektakulär unterzugehen. Viele andere Batterievorhaben in Europa erlitten ähnlich Schiffbruch. In China behauptet alle paar Wochen ein Autohersteller, demnächst Feststoffbatterien zu verbauen. Meistens handelt es sich um Zuspitzungen, freundlich formuliert.

Enervenue und Rath bringen aber viel mit, was ihrer Geschichte Seriosität verleiht und ihren globalen Anspruch untermauert. Da ist der Gründer Yi Cui, ein amerikanisch-chinesischer Professor an der Universität Stanford und einer der angesehensten Materialwissenschaftler überhaupt. Da sind die Investoren, zu denen der weltgrößte Ölkonzern Saudi Aramco, das futuristische arabische Stadtprojekt Neom und ein einflussreicher Milliardär aus Hongkong zählen. Erst Ende März hat Enervenue weitere 300 Millionen Dollar von Investoren eingesammelt. Da ist die amerikanische Raumfahrtbehörde NASA, die Enervenue auf ihrer Internetseite als eine Ausgründung auf Basis von NASA-Technik anpreist.

Und da ist Rath selbst. Groß gewachsen, blonde Haare, blaue Augen, ausgeprägtes Kinn, das ihm in literarischen Texten das Attribut Kühnheit einbringen würde. Rath kennt Chinas Erneuerbare-Energien-Branche so gut wie kaum ein Ausländer sonst. Er hat in Australien, Indien und den USA gelebt und ist inzwischen seit 14 Jahren in der Volksrepublik. Seine Frau ist Chinesin, die Kinder wachsen in der Techmetropole Shenzhen auf. Bis zum Frühjahr verantwortete er von dort aus die Lieferkette des deutschen Energieunternehmens Enpal. Er verhandelte mit den Solarkonzernen Chinas und brachte so unzählige Paneele aus der Volksrepublik auf deutsche Dächer. Davor baute er für einen deutschen Mittelständler Kohlekraftwerke sowie Zement- und Stahlwerke in ganz China.

Energie und Infrastruktur, China und der Westen. Enervenue sei deshalb eine Art „Perfect Match“ für ihn, sagt Rath und ergänzt, nur halb im Scherz: „Ich habe sehr viel CO₂ in meinem Leben verursacht. Das mache ich jetzt wieder gut.“

Völlig glatt lief es bei Enervenue in den vergangenen Jahren nicht. Das Unternehmen, 2020 gegründet, baute vor drei Jahren eine erste Fabrik in Kentucky auf. Dort sei die Produktion zu teuer gewesen, sagt Rath. Es gab erste Pilotversuche mit dem Energiekonzern RWE in den USA, die offenbar kein spektakulärer Erfolg waren.

Wie bei so vielen Batterietypen geht es am Ende weniger um ihre technische Machbarkeit, sondern um ihren Preis. Toyota, Samsung und viele andere hätten sich an ähnlichen Nickel-Wasserstoff-Batterien versucht, sagt Rath. Keiner habe es geschafft, sie wirklich auf den Markt zu bringen. Dem Enervenue-Gründer Yi Cui sei es letztlich gelungen, die Batterien ohne das teure Platin zu bauen, das in der NASA-Version zum Einsatz kommt, sagt Rath. Wie genau das gelungen ist, will er nicht verraten.

Doch seine Aufgabe in China ist es, die Kosten weiter zu drücken. „Natürlich sind die Kosten aktuell die Schattenseite“, räumt er ein. Und gibt sich doch zuversichtlich: „Mit den Skaleneffekten werden wir bei den Speicherkosten auf Augenhöhe sein mit den größten Akteuren der Welt.“ Auf einen Wert will Rath sich nicht festnageln lassen. Wie teuer die Batterien letztlich werden, müsse die Serienproduktion zeigen.

Die Nickel-Wasserstoff-Batterie besteht aus einer Nickelkathode, der positiven Elektrode, und einer Wasserstoff-Anode. Beim Laden der Batterie entstehe im Inneren des unter Druck stehenden Behälters Wasserstoff, erläutert die NASA auf ihrer Internetseite. Beim Entladen werde daraus wieder Wasser. Man kann es sich so vorstellen, dass die Energie in Form von Wasserstoff gespeichert wird. Ein Risiko sei das nicht, sagt Rath. „Wenn es eine undichte Stelle geben sollte, sinken Druck und Temperatur, und aus dem Wasserstoff wird wieder Wasser. Wir haben null Sorgen, eine Wasserstoffbombe zu kreieren.“

Sowohl auf der Raumstation ISS als auch im Weltraumteleskop Hubble kommen die Nickel-Wasserstoff-Batterien zum Einsatz. Die NASA entschied sich wegen der Langlebigkeit und Zuverlässigkeit unter extremen Temperaturen für den Batterietyp. Tausende Male im Jahr wurden die Batterien aufgeladen und wieder entladen, der Strom kam von Solarpaneelen des Teleskops. Knapp zwei Jahrzehnte hielten sie.

Auf der Erde aber sind Nickel-Wasserstoff-Batterien so selten, dass sich auch Fachleute keine Einschätzung zutrauen. „Es gibt zu diesen Batterien bisher keine Leistungsdaten, die mir bekannt sind“, sagt Maximilian Fichtner, Direktor des Helmholtz-Instituts für Elektrochemische Energiespeicherung in Ulm. „Das macht eine Einschätzung ihres Potentials schwierig.“

„Die meisten Batterietypen werden nach 6000 bis 8000 Ladezyklen deutlich schlechter. Wir schaffen bis zu 30.000 Zyklen“, sagt Rath. Anders als andere Batterien benötigten sie keine Kühlung, ein natürlicher Luftstrom reiche. Feuer seien schon theoretisch nicht möglich, selbst unter Extremtemperaturen. „Die Batterie funktioniert von minus 20 bis 60 Grad Celsius. Bei Extremtemperaturen sinkt die Effizienz, aber nicht so schnell wie etwa bei den üblichen Lithium-Eisenphosphat-Batterien.“ Zudem könne man die Batteriecontainer stapeln. Das erhöht zwar nicht die Energiedichte je Kilogramm, aber je Quadratmeter.

Es sind Eigenschaften, die dem Batterietyp auf der Erde zum Durchbruch verhelfen, hofft Rath. Für Autos oder andere mobile Anwendungen kommt er aufgrund seines Gewichts nicht infrage. Es geht um Datencenter, die durchgängig zuverlässig Strom brauchen. Oder eben um die Stabilisierung von Netzen, die ihren Strom aus Sonne und Wind beziehen und Lastspitzen abfedern müssen.

Rath begründet den Schritt, die Produktion nach China zu verlagern, mit dem Wettbewerb. „Ich hätte mehr Sorge, von Chinesen überholt zu werden, wenn die Fabrik woanders stünde“, sagt Rath. Die Chinesen würden nicht lange brauchen, um sich auf die Technologie zu stürzen. Wäre Enervenue nicht in China, hätte es einen Nachteil bei der Infrastruktur, den Talenten, dem Zugang zu Maschinen und zur Energie.

Wenn man eine Welthauptstadt der Batterieindustrie küren müsste, hätte Changzhou gute Chancen. An kaum einem anderen Ort ballen sich ähnlich viele Fabriken und Zulieferer. 160 Unternehmen seien in der Branche aktiv und die industrielle Lieferkette sei zu 97 Prozent komplett, heißt es in chinesischen Medienberichten.

„Es gibt kein anderes Land auf der Welt wie China, in dem ich in einem Radius von 50 bis 100 Kilometern alles habe, um erfolgreich zu produzieren“, sagt Rath. 250 der rund 300 Mitarbeiter sind inzwischen in China. „Die Frage ist, ob wir das Unternehmen schnell genug hochziehen können. Wenn ja, kann das ein viele Milliarden schweres Unternehmen werden.“ Raths Logik: Wer es mit Chinas Batterieriesen aufnehmen will, muss nach China gehen.

Die Konstellation positioniert das Unternehmen mitten zwischen den beiden Weltmächten, deren Präsidenten sich in dieser Woche in Peking treffen. Zu den Großinvestoren zählt der Peking-nahe Hongkonger Milliardär Peter Lee Ka-kit. Dass die Struktur Risiken mit sich bringt, weiß Rath. Um es Wettbewerbern schwieriger zu machen, Technologie abzusaugen, hat Enervenue verschiedene Produktionsschritte auf unterschiedliche Standorte in Changzhou aufgeteilt. Forschung und Entwicklung bleiben ohnehin an der amerikanischen Westküste. Und doch wird man in Washington die Produktionsverlagerung einer NASA-Ausgründung nach China aufmerksam verfolgen.

Rath hält dagegen. „Ich habe Deutschland vor fünfzehn Jahren verlassen. Mein Job ist es, Brücken zu bauen und den Populismus und die Polarisierung nicht noch zu verschärfen.“ Die Innovationskraft sei nirgendwo so groß wie in den USA und die industrielle Kraft nirgendwo so groß wie in China. „Wir nutzen beides. Wir haben die klare Vision, ein globales Unternehmen zu werden.“

Der Irankrieg ist für Rath Fluch und Segen zugleich. Die Energiekrise steigert die Aufmerksamkeit für erneuerbare Energien und Batterietechnologie. „Mein Wunsch ist es, dass wir Solar und Wind mit unseren Batterien kombinieren, damit Europa energieunabhängig werden kann. Auch wenn das sehr lang dauern wird.“ Andererseits hat er viele Investoren und Interessenten aus dem Nahen Osten, mit denen er sich nicht treffen und die er nicht beliefern kann.

Längerfristig ist sein Ziel, auch in Europa und dem Nahen Osten Fabriken zu bauen. Die Materialien, die man verbaue, seien nicht sonderlich kompliziert. „Das ist Nickel, Stahl und ein bisschen Verbundwerkstoff.“ Schwieriger ist es, die Produktion in den Griff zu kriegen.

Völlig harmlos ist indes auch Nickel nicht. Indonesien, das rund die Hälfte des weltweiten Nickels liefert, kämpft mit schweren Umweltfolgen des Abbaus. Chinesische Unternehmen kontrollieren nach Angaben des Forschungsinstituts C4ADS in Washington drei Viertel der indonesischen Raffineriekapazitäten.

Wenn Rath durch die Fabrik führt, verschaffen ihm die vielen Jahre im Land Autorität. Er zeigt auf einen kleinen, weißen Container und bittet einen Mitarbeiter auf Chinesisch, die Tür zu öffnen. Drinnen liegen Dutzende Kartuschen in Paaren über- und nebeneinander. Sie sehen ein bisschen aus wie Militärraketen oder Druckluftflaschen von Tauchern. An einem Computer verfolgen einige Techniker den Lade- und Entladevorgang der Batterien. Der kleine, weiße Container speichere rund 150 Kilowattstunden an Energie, ungefähr so viel Energie wie zwei Elektroautos, sagt Rath. Ein großer 40-Fuß-Schiffscontainer komme auf rund eine Megawattstunde.

Beim Rundgang erklärt er, wie an verschiedenen Stationen Anoden und Kathoden gefertigt und dann in die Stahlkartusche geschoben werden, die letztlich mit vielen Lagen an Glasfaser luftdicht versiegelt wird. „Wasserstoff hat nur ein Elektron und schummelt sich überall durch“, erklärt Rath den Aufwand.

In der Fabrikhalle werden die Produktionsschritte erprobt. In einem Standort in der Nähe läuft der Aufbau der Massenproduktion gerade an, sagt Rath. In diesem Jahr soll die Produktion 250 Megawattstunden erreichen, im kommenden Jahr peilen sie eine Gigawattstunde an. Das wären genug Batterien, um 35.000 durchschnittliche Einfamilienhäuser in Deutschland einen Tag lang mit Strom zu versorgen oder rund 15.000 Elektroautos auf einmal vollzuladen, sagt Rath. Zum Vergleich: Der chinesische Batteriekonzern CATL, mit großem Abstand der größte der Welt, verkaufte nach seinem Jahresbericht im vergangenen Jahr 661 Gigawattstunden an Lithium-Ionen-Batterien. Das zeigt, wie weit der Weg ist, der vor Rath liegt – nur geographisch nicht. CATL hat natürlich eine Fabrik in Changzhou.