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Energy Dome: Die Batterie, die Kohlendioxid zur Speicherung erneuerbarer Energien nutzt

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Italienisches Cleantech-Startup Energy Dome bringt Technologie zur Energie-Langzeitspeicherung. Erste CO2-Batterie auf Sardinien in Betrieb.

Das italienische Cleantech-Startup Energy Dome arbeitet an einem Langzeitspeicher der besonderen Art: Im Mittelpunkt des Stromspeichers steht komprimiertes CO2. Denn das Gas wird bei Komprimierung unter Freisetzung von Wärme flüssig. Idealerweise soll die Speicheranlage überschüssigen Solar- und Windstrom speichern – und nach vier bis 24 Stunden wieder abgeben. Energy Dome steigt mit einer Demoanlage in einen Markt ein, auf dem mehr als 40 Jung-Unternehmen um Marktanteile, Aufmerksamkeit und Kapital konkurrieren.

Diese 40 Cleantech-Startups haben im Jahr 2021 mehr als eine Milliarde US-Dollar investiert, um passende Langzeitspeicher zu entwickeln, die es ermöglichen, Energie durch Speicherung erneuerbarer Energie im Wesentlichen vom Tag in die Nacht zu retten.

Die Technologie von Energy Dome funktioniert relativ simpel: Gasförmiges CO2 aus einer versiegelten Kuppel wird durch einen Kompressor angesaugt und zu einer Flüssigkeit kondensiert, die dann unter Druck bei Umgebungstemperatur in Behältern gespeichert wird. Beim Komprimierungs- bzw. Verdichtungsprozess wird Wärme freigesetzt, die aufgefangen und gespeichert wird. Um den Langzeitspeicher wieder zu entladen, verdampft das System das flüssige Kohlendioxid mit der wieder freigesetzten Wärme und drückt das Gas anschließend zur neuerlichen Stromerzeugung durch eine Turbine zurück in die Kuppel. Der Kreislauf soll geschlossen sein, so dass bei der Hin- und Herwandlung des Gases in eine Flüssigkeit keine Emissionen verursacht werden.

Das Energy Dome-Technologie-Prinzip kann auch im folgenden Video zur CO2-Batterie nachvollzogen werden:

Das Kohlendioxid will Energy Dome von kommerziellen Anbietern beziehen. Ein Vorteil liegt darin, dass keine Abhängigkeiten von Rohstoffen wie seltenen Metallen – Kobalt oder Lithium etwa – bestehen. Die wichtigsten „Zutaten“ der CO2-Batterie sind neben dem Gas vor allem Stahl und Wasser. Das Prinzip, das das Cleantech-Unternehmen anwendet, ist nicht gänzlich neu: Die Komprimierung von Gasen zur Energiespeicherung passiert auch, um Erdgas in unterirdische Kavernen zu bringen. Aufgrund idealerer physikalischer Gegebenheiten entschied sich das italienische Startup aber für Kohlendioxid als Speichermedium.

Update vom 8. Juni 2022:

Energy Dome hat am 8. Juni 2022 die erfolgreiche Inbetriebnahme der ersten CO2-Batterie auf Sardinien, Italien, bekanntgegeben. Dieser Meilenstein bedeutet: Energy Dome tritt in die kommerzielle Skalierungsphase ein. Aus Sicht der Energiewende gibt es nun eine weitere Technologie zur Langzeit-Energiespeicherung auf dem Markt.

Die erste Betriebsphase hat die Leistungsfähigkeit der CO2-Batterie und ihre Fähigkeit, Energie über einen langen Zeitraum zu speichern, bestätigt, und zwar unter Beibehaltung eines äußerst wettbewerbsfähigen Wirkungsgrads bei der Ein- und Ausspeicherung, ohne Degradation oder Standortabhängigkeit.

CO2-Batterie von Energy Dome auf Sardinien.
CO2-Batterie von Energy Dome auf Sardinien.

Die CO2-Batterien von Energy Dome können überall auf der Welt schnell und zu weniger als der Hälfte der Kosten von Lithium-Ionen-Batteriespeichern ähnlicher Größe eingesetzt werden und verwenden leicht verfügbare Materialien wie Kohlendioxid, Stahl und Wasser. Energy Dome bereitet derzeit seine erste 20-MW-200-MWh-Anlage in großem Maßstab vor. Sein erstes kommerzielles Projekt soll bis Ende 2023 in Betrieb gehen.

Weitere Technologien zur Langzeitspeicherung

Eine andere Technologie zur Langzeitspeicherung setzt auf die Luftverflüssigung. Doch hierbei sind extrem niedrige Temperaturen notwendig. Das flüssige Kohlendioxid hingegen passt in kleinere Stahltanks, und kann dort aufgestellt werden, wo erneuerbare Energien erzeugt werden. der Platzbedarf ist auch im Vergleich zur Speichertechnologie von Energy Vault sehr bescheiden.

Kohlendioxid verwandelt sich in eine Flüssigkeit, wenn es auf einen ausreichend hohen Druck gepresst wird, was bei Luft nicht der Fall ist, es sei denn, sie wird auf extrem niedrige Temperaturen heruntergekühlt. Eine solche Lösung bietet beispielsweise das britische Cleantech-Startup Highview Power. Das flüssige Kohlendioxid passt in kleinere Stahltanks in der Nähe der Orte, an denen erneuerbare Energie erzeugt und genutzt wird.

Energy Dome Grafik

Was kostet die Langzeitspeicherung?

Höchst interessant sind die Aussagen des Cleantech-Unternehmens zu den Kosten der Energiespeicherung. Bei der Demoanlage sollen die Kosten bei 200 Dollar pro Kilowattstunde liegen – während Lithium-Ionen-Energiespeichersysteme Kosten von 300 Dollar pro Kilowattstunde verursachen sollen. Gelingt es Energy Dome, mehrere größere Anlagen zu bauen, können die Kosten halbiert werden.

Wer steckt hinter dem Cleantech-Startup?

Gründer und CEO von Energy Dome ist Claudio Spadacini. Der Unternehmer baut gleichzeitig Wasserkraftwerke (Cavaglio Hydropower) und war neun Jahre für das Geothermie-Startup Exergy tätig. Er ist also überzeugt von Erneuerbaren Energien und der Energiewende.

Das Unternehmen hat bereits mehrere kommerzielle Vereinbarungen getroffen, darunter mit dem italienischen Energieversorger A2A über den Bau einer ersten 20-MW-5h-Anlage. Anfang 2022 unterzeichnete das Cleantech-Unternehmen außerdem eine nicht-exklusive Lizenzvereinbarung mit Ansaldo Energia, einem großen Anbieter von Stromerzeugungsanlagen und -komponenten, für den Bau von Langzeit-Energiespeicherprojekten in Italien, Deutschland, dem Nahen Osten und Afrika.

Welche Investoren sind an Bord?

Das Vorhaben von Energy Dome wird von Investoren wie der europäischen Deeptech-Risikokapitalgesellschaft 360 Capital, Barclays, Novum Capital Partners und Third Derivative unterstützt.

Um die rasche kommerzielle Expansion zu finanzieren, plant Energy Dome eine Serie-B-Finanzierungsrunde für potenzielle Investoren, die an der Energiespeichertechnologie interessiert sind.

(Dieser Beitrag entstand zunächst am 27. Mai 2022, wurde aber am 8. Juni 2022 zuletzt überarbeitet)

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