Wärmebatterie glüht bei 2.400 Grad für Bioethanol

Am Bioethanolwerk von POET in South Dakota arbeitet die erste Wärmebatterie im Gigawattstunden-Maßstab. Sie speichert Windstrom als Glut in Blöcken aus festem Kohlenstoff und gibt die Energie als Licht wieder ab.

VON MARTIN JENDRISCHIK · 5 Min. Lesezeit LESEN

Neben dem Maisverarbeitungswerk des Biokraftstoffkonzerns POET in Big Stone City stehen seit dem Frühjahr über 200 weiße Container in Reihen. In ihnen glühen Blöcke aus festem Kohlenstoff bei Temperaturen, die deutlich über dem Schmelzpunkt von Stahl liegen. Der Dampf, der daraus entsteht, verwandelt Mais in Ethanol.

Gebaut hat die Anlage das kalifornische Unternehmen Antora Energy, dessen Wärmebatterie Cleanthinking schon 2023 im Pilotstadium vorgestellt hat. Damals lag die Betriebstemperatur bei 1.800 Grad Celsius und die Testanlage bei Fresno speicherte 5 Megawattstunden. Die Anlage in South Dakota ist rund tausendmal größer.

Am 30. Juli hat Antora eine Series-C-Runde über 550 Millionen US-Dollar geschlossen, angeführt von G2 Venture Partners und Eclipse. Die Gesamtfinanzierung aus Unternehmens- und Projektmitteln liegt damit bei rund einer Milliarde Dollar. Das Geld fließt in eine zweite US-Fabrik und in Projekte für Rechenzentren und Industriekunden.

Warum Kohlenstoff das Speichermedium ist

Das Speichermedium der Wärmebatterie ist derselbe Werkstoff, der in Bleistiftminen und in Elektroden der Metallindustrie steckt. Kohlenstoff gehört zu den meistproduzierten Industriematerialien der Welt, die Lieferketten sind etabliert, und der Rohstoff kostet nach Angaben von Antora-Chef Andrew Ponec rund einen US-Dollar je Kilowattstunde Speicherkapazität. Bei Lithium-Ionen-Zellen liegt der Materialpreis um ein Vielfaches höher.

Entscheidend ist neben dem Preis die Temperaturfestigkeit. Kohlenstoff bleibt jenseits von 3.000 Grad Celsius fest, während Salzschmelzen und andere flüssige Speichermedien früh an Grenzen stoßen. Antora fährt die Blöcke bis 2.400 Grad hoch und deckt damit auch Prozesse ab, die weit über dem Dampfniveau eines Ethanolwerks liegen.

Dazu kommen zwei Materialeigenschaften, die den Betrieb prägen. Die hohe Wärmeleitfähigkeit erlaubt es, in kurzen Fenstern billigen Stroms sehr schnell zu laden. Und die Festigkeit des Werkstoffs nimmt mit steigender Temperatur zu, was Alterung durch Lade- und Entladezyklen weitgehend ausschließt: Antora nennt für seine Systeme über 20 Jahre Lebensdauer ohne Kapazitätsverlust.

Die Wärmebatterie gibt ihre Energie als Licht ab

Der eigentliche Kniff der Wärmebatterie steckt in der Entladung. Bei den Temperaturen, die im Inneren herrschen, funktioniert Wärmeübertragung anders als bei einem Heizkörper. Die Strahlungsleistung wächst mit der vierten Potenz der Temperatur, verdoppelt man also die Temperatur, steigt der Strahlungsanteil um das Sechzehnfache.

„Bei 2.000 Grad laufen über 99 Prozent des Wärmetransports über Licht", schreibt Ponec über den Effekt. Die glühenden Blöcke bestrahlen Rohre, in denen Wasser, Dampf oder Heißluft zirkuliert, und diese Medien gehen dann in den Produktionsprozess.

Damit entfallen Pumpen, Gebläse und bewegliche Teile im Wärmepfad, die bei Salz- oder Gesteinsspeichern Wartung verursachen. Der Wärmespeicher der norwegischen Kyoto Group arbeitet dagegen mit flüssigem Salz und gibt seine Wärme bei 150 bis 300 Grad ab, was für viele Prozesse im mittleren Temperaturband reicht, für Hochtemperaturanwendungen aber nicht.

Braucht ein Kunde Strom statt Wärme, koppelt Antora bislang eine handelsübliche Dampfturbine an. Parallel entwickelt das Unternehmen thermophotovoltaische Zellen, die das abgestrahlte Licht direkt in Strom wandeln, ähnlich einem Solarmodul, aber ohne bewegliche Teile.

Antora gibt für diese Zellen über 40 Prozent Wirkungsgrad an und betreibt dafür eine eigene Fertigungslinie mit zwei Megawatt Jahreskapazität. In Big Stone City kommt die Technik noch nicht zum Einsatz, dort liefert die Wärmebatterie ausschließlich Dampf.

Was die Anlage in South Dakota leistet

Kennzahl	Wert
Speicherkapazität	5 GWh
Dauerleistung	50 MW
Batteriemodule	über 200
Maximale Speichertemperatur	2.400 °C
Bauzeit bis zur ersten Energielieferung	unter 12 Monate
Investition des Werksbetreibers POET	0 US-Dollar

Quelle: Antora Energy, Projektdaten Big Stone, Stand Juli 2026.

Die Zahl in der letzten Zeile erklärt, warum das Modell für Industriebetriebe interessant ist. POET kauft keine Anlage, sondern Dampf: Antora und der australische Investor Grok Ventures besitzen die Batterien gemeinsam und verkaufen die Wärme über einen langfristigen Liefervertrag. Grok Ventures ist das Investmentvehikel von Mike Cannon-Brookes, dem Mitgründer des Softwarekonzerns Atlassian, und war der einzige externe Projektinvestor.

Die modulare Bauweise erklärt die Bauzeit. Die Container werden im Werk in Kalifornien komplett gefertigt und auf der Baustelle nur noch aufgestellt und angeschlossen, weshalb aus einem leeren Grundstück in weniger als zwölf Monaten eine Anlage wurde, die zu den größten Energiespeichern der Welt zählt. Die Inbetriebnahme läuft seit März, den Vollbetrieb kündigt Antora für dieses Jahr an.

Für POET verschiebt sich damit die Herkunft der Prozesswärme. Ein Teil des Dampfs stammte bisher aus den Kesseln eines Kohlekraftwerks nebenan, jetzt kommt er aus Windstrom, den die Wärmebatterie in den günstigen Stunden aufnimmt. Wie stark das Preisverhältnis von Strom und Gas über solche Projekte entscheidet, hat Cleanthinking kürzlich an der US-Debatte um die Industriewärme gezeigt.

Antora ist mit dem Ansatz nicht allein. Rondo Energy speichert Wärme in Ziegelsteinen, Kraftblock aus Saarbrücken nutzt ein Granulat aus Industrieabfällen und spart bei Tata Steel 22.000 Tonnen CO₂ im Jahr.

Was Big Stone City heraushebt, ist die Größenordnung: Fünf Gigawattstunden liegen um ein Vielfaches über allem, was bislang an industriellen Wärmebatterien in Betrieb ist. Projekte im Kraftwerksmaßstab, fünf- bis zehnmal so groß, hat Antora-Mitgründer Justin Briggs bereits angekündigt.

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