08.11.2021

Enapter: So will Startup-Gründerin Cowan Flugzeuge, Industrie und Schifffahrt dekarbonisieren

Grüner Wasserstoff gilt als Schlüssel für die Energiewende in Industrie, Luftfahrt und Schifffahrt. Noch ist die Produktion aber zu teuer. Ein Problem, das Enapter löst.
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Vaitea Cowan hat Enapter mitgegründet © brutkasten Media
Vaitea Cowan hat Enapter mitgegründet © brutkasten Media

Grüner Wasserstoff hat das Zeug, Bereiche zu Dekarbonisieren, die derzeit aufgrund des hohen Energiebedarfs noch auf fossile Brennstoffe angewiesen sind: Die Luftfahr beispielsweise, die Stahlindustrie oder die Zementproduktion, aber auch etwa die Schifffahrt. Das Problem mit grünem Wasserstoff ist bisher, das die Produktion noch zu wenig effizient und damit zu teuer ist. Genau dieses Problem löst das deutsche Startup Enapter rund um Co-Gründerin Vaitea Cowan. „Wir bauen ein System, das mit Hilfe von Elektrizität Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufspaltet, um letztlich die Kosten für grünen Wasserstoff zu senken, mit dem fossile Brennstoffe ersetzt werden können“, sagt Cowan im Interview mit dem brutkasten.

Mit kleinen Modulen zum Groß-Elektrolyseur

Das Startup wandelt mittels AEM-Elektrolyseuren erneuerbaren Strom in emissionsfreies Wasserstoffgas um. Enapter gelingt es mit dem „AEM Multicore Electrolyser“, die Produktion von grünem Wasserstoff im Megawatt-Bereich in ein Containersystem zu packen. Das erste dieser großen Systeme wird ab 2023 in Braunschweig zum Einsatz kommen und dort in der Forschung eingesetzt. 450 Kilogramm Wasserstoff soll es dort täglich produzieren. In kleinerem Format ist das Verfahren des Startups aber bereits in mehr als 40 Ländern im Einsatz. Die kleinen Systeme sollen in Zukunft immer öfter modular zu großen Systemen zusammengestellt werden und so die Kosten reduzieren.

Grünen Treibstoff direkt am Flughafen produzieren

„Unsere Electrolyseure können grünen Treibstoff für Flugzeuge direkt am Flughafen produzieren“, erklärt Cowan einen der Use Cases. „In UK haben wir bereits Kunden, die genau das tun“. Gerade in der Luftfahrt gebe es derzeit einen starken Push von Regierungen, der Industrie und auch von Entrepreneuren in Richtung synthetische Treibstoffe. „Unser Mobilitätsbedarf wird nicht nachlassen, daher muss die Luftfahrtindustrie schon heute mit der Dekarbonisierung beginnen“, so die Green-Hydrogen-Pionierin.

Neben der Luftfahrt hat Enapter aber Kunden in zahlreichen weiteren Bereichen wie etwa der Industrie oder auch im Bereich Heizen: „Man kann die Gasinfrastruktur für die Einspeisung von grünem Wasserstoff in Wasserstoffheizkessel zur Heizung von Appartements nutzen“, so Cowan. „Wir haben Kunden in allen Bereichen: Wärme, Mobilität, Energie oder Industrie“.

Enapter sichert sich Preisgeld in Millionenhöhe

Das Startups selbst habe ein stark wachsendes Team aus derzeit rund 200 Menschen und finanziere sich aus einem Mix aus Gewinn, Fremdkapital und einer Kapitalmarktfinanzierung. Zusätzlich hat sich das Startup einen der am höchsten dotierten Nachhaltigkeits-Preise gesichert: Der Earthshot Prize , hinter dem das britische Königshaus steht, bringt Preisträgern je 1 Million Pfund ein. Mit dem Geld will das Startup in Deutschland einen Campus für die Massenproduktion finanzieren, in dem ab 2023 10.000 Wasserstoff-Generatoren pro Monat vom Band laufen sollen. Bis 2050 will Enapter für 10 Prozent der weltweiten Produktion von grünem Wasserstoff verantwortlich sein.

Vaitea Cowan im brutkasten-Interview in brutkasten backstage #3

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Christian Mentin, Head of Research Unit System-Level Integration Technologies bei Silicon Austria Labs | (c) Peter Drechsler / SAL

Das österreichische Forschungszentrum Silicon Austria Labs (SAL) hat nach eigenen Angaben das weltweit dünnste bidirektionale 11-Kilowatt-Bordladegerät für Elektroautos entwickelt. Die sogenannte „Tiny Power Box 2.0“ ist nur fünf Zentimeter hoch und soll Autoherstellern neue Möglichkeiten beim Einbau bieten. Entwickelt wurde der Prototyp von Forschungsteams in Villach und Graz gemeinsam mit den Industriepartnern Infineon, AVL, TDK, Fronius und MetaSystem. Das Forschungsprojekt hatte ein Volumen von 7,2 Millionen Euro.

Laden und Strom zurückspeisen

Jedes Elektroauto verfügt über einen sogenannten On-Board-Charger. Dieser wandelt den Wechselstrom aus der Steckdose oder Wallbox in Gleichstrom um, den die Fahrzeugbatterie speichern kann. Die Tiny Power Box 2.0 übernimmt dabei gleich drei Funktionen: Sie lädt die Batterie mit bis zu elf Kilowatt, kann Strom aus dem Fahrzeug zurück ins Haus oder öffentliche Netz speisen und versorgt über einen integrierten Wandler auch das 12-Volt-Bordnetz. Darüber werden unter anderem Beleuchtung, Steuergeräte und Infotainment betrieben. Dafür ist bislang häufig ein separates Bauteil notwendig.

Durch die bidirektionale Funktion könnte ein geparktes Elektroauto künftig auch als Stromspeicher dienen. Beispielsweise ließe sich tagsüber erzeugter Solarstrom in der Fahrzeugbatterie speichern und bei Bedarf wieder im Haushalt nutzen.

Mehr Leistung auf weniger Raum

Die größte Herausforderung bei der Entwicklung sei die Wärme gewesen, die beim Umwandeln des Stroms entsteht, heißt es von SAL. Je kompakter das Ladegerät, desto schwieriger wird es, diese abzuführen.

„Bei 50 Millimetern Bauhöhe liegt die eigentliche Herausforderung in der Wärmeentwicklung, die auf sehr kleinem Raum abgeführt werden muss. Wir haben Kühlung, magnetische Komponenten und Isolation deshalb in kombinierten Designprozessen als ein gemeinsames Gesamtsystem simuliert und entwickelt. Nur so lassen sich 11 Kilowatt bidirektional auf engstem Bauraum umsetzen“, erklärt Christian Mentin, Head of Research Unit System-Level Integration Technologies bei Silicon Austria Labs.

Die Entwicklung baut auf einem Vorgängerprojekt aus dem Jahr 2022 auf. Damals hatte SAL bereits ein kompaktes Ladegerät mit sieben Kilowatt Leistung entwickelt. Die neue Generation erreicht elf Kilowatt und kommt dabei mit einer deutlich geringeren Bauhöhe aus.

Forschungsergebnisse für weitere Anwendungen

Nach dreieinhalb Jahren Forschung liegt die Tiny Power Box 2.0 nun als Prototyp vor. Mit fast allen beteiligten Industriepartnern laufen bereits Folgeprojekte. Dabei sollen die entwickelten Technologien auch in anderen Bereichen zum Einsatz kommen, etwa in der Ladeinfrastruktur für Elektromobilität, in industriellen Gleichstromnetzen oder bei der Stromversorgung von Rechenzentren.

Ob und wann die Tiny Power Box 2.0 selbst in Serienfahrzeugen eingesetzt werden könnte, ist derzeit offen. Interesse gibt es laut SAL aber bereits von europäischen und internationalen Autoherstellern.

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