22.03.2023

Energiewende in Europa: Welche Startups & Technologien jetzt wichtig werden

Gastbeitrag. Charlotte Baumhauer ist Investment Managerin bei SquareOne, mit einem starken Fokus auf Climate- und GreenTech. In einem Gastbeitrag geht sie der Frage nach, welche Startups & Technologien es für die Energiewende in Europa braucht.
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Charlotte Baumhauer
(c) SquareOne

Die Energiekrise, die wir gerade in vielen europäischen Ländern erleben, betrifft nicht nur Regierungen, sondern auch die Wirtschaft: Viele Unternehmen müssen grundsätzlich darüber nachdenken, wie sie einen Überblick über Verbräuche und damit zusammenhängenden Kosten bekommen, unabhängiger von Energie-Lieferanten werden und generell Energie einsparen können, um damit unter anderem ihren CO2-Abdruck nachhaltig zu verringern. Diese fundamentalen Einschnitte, die wahrscheinlich über 90 Prozent der produzierenden Unternehmen betreffen, eröffnen wiederum neue Potenziale für Software- und Hardware-Lösungen im B2B-Bereich, sogenannte EnergyTechs. Doch welche Technologien und Startups stecken hinter EnergyTech? 

EnergyTech ist kein kurzfristiges Thema

Steigende Energiepreise erhöhen kurzfristig den Druck auf Unternehmen, ihren Energieverbrauch und ihre Kosten zu reduzieren. Mittel- und langfristig braucht es aber auch Lösungen, die Firmen gesamtheitlich in der Energiewende unterstützen. 

Denn der Energiebedarf wird weiter steigen. Die Elektrifizierung und Entwicklung neuer Technologie (wie zum Beispiel in der Mobilität), führt zu erhöhtem Stromverbrauch in den nächsten Jahren: Bis 2030 wird der Strombedarf auf circa 720 TWh steigen (u. a. durch 15 Millionen Ladepunkte und ca. sechs Millionen Wärmepumpen). Eine andere wichtige Entwicklung ist der wachsende Bedarf an erneuerbaren Energien wie Solar und Wind, die variabler produzieren und Speichertechnologie brauchen. Schließlich wurde durch den Ukrainekrieg letztes Jahr auch vielen Firmen bewusst, dass Energieunabhängigkeit und „on-site“ Energie-Infrastruktur elementar sind. Aber wo liegen kurz-, mittel- und langfristig die größten Technologiepotenziale?

Was Unternehmen kurzfristig brauchen

Das kurzfristig drängendste Thema sind die steigenden Energiepreise. Energiekosten waren im letzten Jahr schlagartig ein großer Kostenblock auf der Gewinn- und Verlustrechnung vieler Unternehmen, die diese schnell und pragmatisch angehen mussten. Auf der Suche nach neuen Business Intelligence Lösungen für Energiekosten (Heizen, Elektrizität und Mobilität), rücken Startups wie Ecoplanet in den Fokus der Aufmerksamkeit: Das Team hat ein Cockpit entwickelt, welches das Erheben des Stromverbrauches in Echtzeit und den Abgleich der entstandenen Kosten mit der eigentlichen Budgetplanung ermöglicht. 

Transparenz ist aber nur der erste Schritt 

Langfristig wollen Unternehmen Unabhängigkeit, Resilienz und Flexibilität in ihrer Energieversorgung erreichen. Drängende Fragen dabei sind: Welche Energieinfrastruktur brauchen wir? Welche Energietransitions- und Dekarbonisationsfahrpläne müssen dafür auf Werksebene erstellt werden? Hier kann Technologie wieder unterstützen: Startups entwickeln erste Plattformen, die interne Energieverbrauchsdaten sowie externe Energiepreis- und Wetterdaten einspeisen. Algorithmen errechnen dann ein technisch-ökonomisches Optimum für die neue Energieinfrastruktur. Maßnahmen können dann abgeleitet werden, wie zum Beispiel das Ausweiten von Photovoltaik, die Installation von on-site Batteriespeichern, das Einbinden von erneuerbaren near-site Anlagen (z.B. durch Power Purchase Agreements, sogenannte PPAs) oder die Installation von Wärmepumpen.

Firmen müssen Energie langfristig einsparen & CO2 Abdruck verringern

Neben Energieresilienz wollen Firmen ihren allgemeinen Energieverbrauch senken. Dies spielt auch in Dekarbonisierungsziele ein: Scope 1- und Scope 2-Emissionen, die eine Firma direkt emittiert, werden zum Großteil durch Heizen, Elektrizität und Mobilität erzeugt. Hier braucht es intelligente Empfehlungen, die anhand der Verbrauchsdaten und firmenspezifischen Angaben einen Maßnahmenkatalog erstellen. Beispiele sind das Ausschalten von Maschinen mit hohem Stromverbrauch zu bestimmten Tageszeiten, der Wechsel zu LED oder auch das Installieren von Aufladesäulen für Elektrofahrzeuge.

Was Mittelstand & Corporates brauchen

Die Energiewende erfordert neue Entscheidungsplattformen, Datentransparenz zu Energieverbrauch und Kosten, sowie intelligente Maßnahmenkataloge, um die Energie-Strategien effizient umzusetzen. Dies gilt für die meisten Unternehmen, unabhängig von ihrer Größe. Die individuellen Pain Points und Lösungsansätze unterscheiden sich aber je nach Industrie und Firmengröße.

Mittelständler kämpfen mit geringen Margen und müssen ihre Energiekosten reduzieren. Die Datenlage zu Energieverbrauch und Kosten sind zum Großteil nicht verfügbar und Mittelständler benötigen somit Cockpits mit Verbrauchskurven und Maßnahmenlisten. Das Thema Energietransition und Dekarbonisierung hängt meistens beim CEO direkt und somit sind einheitliche Tools relevant, die auch die Wertschöpfungskette bis zum Energieeinkauf und CO2-Reporting abdecken.

Größere Unternehmen wiederum haben oft mehrere Werke, viele Interdependenzen, teilweise schon erste Photovoltaik-Anlagen und Zugriff zu PPAs. Die Datenlage zu Energieverbrauch ist existent, liegt aber nicht nutzbar in Energy Management-Systemen herum. Hier braucht es vor allem Technologien, um die Daten plausibel auszuwerten, die komplexe Energie-Infrastruktur zu modellieren und verschiedene Szenarien für die Implementierung weiterer Energie-Anlagen darzustellen. 

Fazit

Unternehmen leiden unter steigenden Energiekosten, wollen in erneuerbare Energien investieren und sich unabhängiger aufstellen. Durch die Zunahme an digitalen Stromzählern, sogenannten Smart Metern, die Verbrauchsdaten in Echtzeit aufnehmen können, verbessert sich die Datenlage für Business Intelligence Lösungen und Transparenz. Und auf Grund der Langfristigkeit und Kontinuität des Themas reichen Energieberater nicht aus. Es braucht Automatisierung, Echtzeit-Datentracking und kontinuierliche Maßnahmen. Und zwar um unabhängiger zu werden und den Verbrauch nachhaltig zu reduzieren.


Über die Autorin:

Charlotte Baumhauer ist in München und Paris aufgewachsen und hat einen Background in Maschinenbau. Nach ihrem Master am Imperial College in London war sie 2,5 Jahre bei McKinsey, wo sie vor allem auf Operations Projekten im Manufacturing und Supply Chain Bereich gearbeitet hat. Seit 2 Jahren arbeitet sie als Investment Managerin bei SquareOne, mit einem starken Fokus auf Climate- und GreenTech.

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OVE, LCM
(c) OVE/Fürthner - (v.l.) Johann Hoffelner, Josef Passenbrunner und Hubert Mitterhofer von LCM.

Seit August des heurigen Jahres hat das LCM mit Johann Hoffelner einen neuen CEO – brutkasten berichtete. Rund drei Monate später darf man sich über den OVE Innovation Award freuen.

Pankl Turbosystems beschäftigt sich mit Brennstoffzellen-Luftversorgungssystemen (FCAS – Fuel Cell Air Supply) sowie mit elektrisch unterstützten Abgasturboladern (EAT – Electrically Assisted Turbocharger) für Kleinserien. Weil aber Turbosysteme technologisch extrem anspruchsvoll sind, setzt die Mannheimer (Deutschland) Firma bei der Optimierung spezieller Komponenten auf externe Entwicklungspartner.

LCM mit Neuauslegung des E-Motors

“Die Elektromotoren für den Antrieb der Verdichterräder sind das Herzstück in FCAS-Systemen. Mit der kompletten Neuauslegung dieses Elektromotors hat LCM einen unentbehrlichen Beitrag zum gelungenen Innovationssprung und Wettbewerbsvorsprung geleistet”, erklärt Pankl Turbosystems-Geschäftsführer Gerhard Krachler.

Konkret hat es neun Monate gedauert, bis das LCM-Team rund um Hubert Mitterhofer und Josef Passenbrunner die ersten Funktionsmuster für den Elektromotor lieferte. Diese erfüllten die Erwartungen von Pankl und liefern Drehzahlen von bis zu 140.000 U/min und eine Nennleistung von 22kW. In diesem Sinne könnte ein FCAS von Pankl Turbosystems, in dem ein von LCM ausgelegter Motor arbeitet, schon bald bei einem Stratosphärenflug an Bord sein, heißt es.

Im Auftrag der britischen Stratospheric Platforms Ltd, eines Herstellers von Bauteilen für die Luft- und Raumfahrt, hat Pankl gemeinsam mit weiteren internationalen Unternehmen an der Entwicklung eines unbemannten Zero-Emission-Flugobjekts gearbeitet: “Selbst wenn dieses Projekt noch in einem sehr frühen Stadium ist, unterstreicht es die enorme Dynamik in der Brennstoffzellen-Technologie”, so Krachler weiter.

“Begrenzter Bauraum”

So unterschiedlich die Einsatzgebiete der FCAS sind, haben sie doch eine Gemeinsamkeit: Der Bauraum ist immer extrem begrenzt. Mithilfe der LCM-Software-Plattform “SyMSpace” konnte aus dieser Not eine Tugend gemacht werden. Damit wurden alle Komponenten – von der Baugröße des Motors über die Materialauswahl bis zur Dimensionierung jedes Bauteils – so aufeinander abgestimmt, dass die errechnete Motorauslegung nicht mehr verbessert werden kann, wie es in einer Aussendung heißt.

“Aus mehreren tausenden Varianten entsteht auf diese Art ein Elektromotor in der geforderten Baugröße, der in der Simulation 97 Prozent Wirkungsgrad erreicht. Es lässt sich kein Parameter weiter verbessern, ohne einen anderen zu verschlechtern”, erklären Passenbrunner und Mitterhofer.

Welches enorme Potential Brennstoffzellen haben, unterstreicht auch das Projekt SkalTABs (skalierbares Thermomanagement und Antriebsstrang für Brennstoffzellen-Nutzfahrzeuge). In dem vom deutschen Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Forschungsprojekt arbeiteten mit der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen (RWTH) neben Infineon, GreenIng, AVL LIST und MACCON auch Pankl Turbosystems zusammen.

Das Ziel war es, für mittelständische Unternehmen und Fahrzeughersteller mit kleineren Stückzahlen einen Baukasten für verschiedene Leistungsstufen eigener Brennstoffzellensysteme zu erforschen: “Selbstverständlich war auch unser gemeinsam mit LCM entwickeltes FCAS mit an Bord”, sagt Krachler. Weitere Förderprojekte für Antriebssysteme im Megawatt-Bereich werden gerade vorbereitet.

Award für LCM mit Signalwirkung

Dass LCM und Pankl Turbosystems für ihr Projekt mit dem OVE Innovation Award ausgezeichnet werden, hat für Hoffelner Signalwirkung. Gerade bei nicht-fossilen Antriebtechnologien sei Reichweite das entscheidende Kriterium: “Reichweite ist immer eine Frage der Effizienz. Je effizienter Antriebsysteme arbeiten, desto mehr Reichweite ist möglich. Mit der Zusammenarbeit am FCAS haben wir die Grenzen des Möglichen gemeinsam ein wenig verschoben”, sagen Hoffelner und Krachler.

Bernhard Jakoby, OVE-Juryvorsitzender und Vorstand des Instituts für Mikroelektronik und Mikrosensorik an der Linzer Johannes Kepler Universität (JKU), begründet die Entscheidung LCM zu prämieren wie folgt: “Das ausgezeichnete Projekt zeigt wieder einmal, dass es in Österreich gelingt, innovative Technologien aus der Forschung in die Praxis zu bringen und am Weltmarkt zu etablieren.”

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