Seltene Erden, Mineralien und Lithium: Wir alle haben uns mit ihnen vertraut gemacht. Wir wissen, wie wichtig sie für die Herstellung von Batterien sind, aber auch, wie schwierig ihre Beschaffung ist. NEStore, eine innovative Lösung, die monatelang Strom in heißem Wasser speichern kann, beweist, dass Energiespeicherung auch ohne seltene Mineralien möglich ist.
Warum dies wichtig ist:
Einfach zu installierende, kostengünstige und intelligente Lösungen können Haushalten helfen, ihre Energie besser zu verwalten, insbesondere um Strom für den späteren Gebrauch zu speichern. Newton Energy Systems arbeitet in diese Richtung.
Die in Delft ansässige Newton Energy Solutions (NES) steht hinter dieser Idee. Als Spin-off der Niederländischen Organisation für Angewandte Wissenschaftliche Forschung (TNO) ist sie das Ergebnis von zehn Jahren Tests und Experimenten innerhalb der Forschungsgruppe für Energiespeicherung des Instituts. “Die Schlussfolgerung war: Man kann technologisch alles machen, aber wer wird dafür bezahlen? Einige Technologien sind teuer, andere sind zu gefährlich”, sagt Pavol Bodis, Geschäftsführer des Unternehmens. Wasser und Stahl können die Aufgabe der Stromspeicherung sicher und zu geringeren Kosten erfüllen.
Wie ein herkömmlicher Wasserkessel wandelt NEStore Elektrizität – von Sonnenkollektoren oder aus dem Netz – in Wärme um und speichert sie ohne Wärmeverluste wochenlang in Wasser. Wenn er entladen wird, liefert das System heißes Wasser. Das Unternehmen hat es sich zur Aufgabe gemacht, jedermann mit billiger und grüner Energie zu versorgen. NES ist seit zwei Jahren aktiv und hat bereits fünfzehn seiner Anlagen bei gewerblichen Kunden installiert. NES unternimmt Schritte, um sein Versprechen zu erfüllen. Das Standardgerät mit einer Kapazität von 20 kWh ist in weniger als 2 Stunden installiert und kostet 5.000 € (ohne Steuern). Das TNO-Spinoff für NEStore sieht als Hauptanwendung den Hausgebrauch vor, aber jeder Ort, an dem Warmwasser benötigt wird, könnte von den Vorteilen profitieren. Auch Hotels, Krankenhäuser und Sportzentren sind mögliche Einsatzgebiete.
Dies ist ein Artikel aus unserem Magazi IO Next: Energy Storage. Im Puzzle unseres neuen Energiesystems ist der Ausgleich von Angebot und Nachfrage nach Energie die größte Herausforderung. Und deshalb widmen wir dieses Magazin diesem entscheidenden Puzzlestück.
Strom speichern wie einen Espresso zubereiten
Bodis verwendet eine praktische Metapher, um die Funktionsweise von NEStore zu erklären. “Es ist ein Durchlauferhitzer, vergleichbar mit einer Espressomaschine. Während der Ladephase tritt Wasser in das System ein und wird erwärmt, und beim Entladen entnimmt der Nutzer dieses heiße Wasser.” Ausgehend von der Raumtemperatur erwärmt das System das Wasser auf 110 Grad Celsius, was weit über dem Wert liegt, den herkömmliche Boiler erreichen. Außerdem hat es die sechs- bis achtfache Kapazität eines herkömmlichen Heizkessels. Ein dünneres Isoliersystem trägt seinen Teil dazu bei, aber vor allem erlaubt die höhere Wassertemperatur, mehr Energie im gleichen Volumen zu speichern.
Auch wenn man NEStore nicht als Batterie – also als elektrische Batterie – bezeichnen möchte, speichert das Gerät dennoch wochenlang Wärmeenergie. Während herkömmliche Heizkessel schnell Wärme verlieren – bis zu 30 Prozent in 24 Stunden – kann die Technik von Newton Energy System die Wärme wochenlang speichern. Dies ist dank des Vakuumisolationssystems möglich, das die Wärmeverluste minimiert.
Bei der Entwicklung des Prototyps standen für NES die Herstellung des Systems mit dem bestmöglichen Isoliermaterial und das Design an erster Stelle. Das Team beharrte hartnäckig auf seiner Idee, obwohl viele Gespräche mit anderen Akteuren der Branche darauf hindeuteten, dass das Wasser ohnehin schnell kalt werden würde. Das Ergebnis ist ein Zwei-Behälter-Design mit einer Glasschaumschicht zwischen den Stahlfolien und einem Vakuumventil, das das System isoliert. “Unser System verliert etwa ein Grad Celsius pro Tag, und das ist ein gewaltiger Unterschied zu herkömmlichen Lösungen”, betont Bodis.
Keine Batterie, kein Heizkessel
Auf der Homepage von NES heißt es ausdrücklich, dass das System “keine Batterie und kein Heizkessel” ist. Trotz dieser Erklärung taucht das Rätsel wieder auf, aber Bodis weiß, wie man es lösen kann.
“NEStore ist keine Batterie im Sinne einer elektrischen Batterie. Wir speichern zwar Strom und wandeln ihn beim Aufladen in Wärme um, aber wir wandeln beim Entladen keine Wärme in Strom um. Es sei denn, Sie haben Temperaturen von über 250 Grad Celsius und wollen sie in Dampf umwandeln, dann ist das ein unsinniges und gefährliches Konzept für den Hausgebrauch. Außerdem ist der NEStore kein Heizkessel. Ein Heizkessel wurde erfunden, damit wir duschen können, ohne zu viel Strom aus dem Netz zu beziehen. Er hat nicht den Zweck, Energie für längere Zeiträume zu speichern”, stellt er klar.
Flexibilität
Um billige und grüne Energie zu liefern, lädt sich NEStore auf, wenn die Solarpaneele auf dem Dach (falls vorhanden) Sonnenlicht einfangen oder wenn die Ökostromquote im Netz hoch ist – normalerweise dann, wenn Windparks mehr produzieren. Das Wärmespeichersystem ist mit dem Internet verbunden und verfügt über eine eigene Software.
Außerdem kann sich das System an das Nutzungsverhalten anpassen und die verschiedenen Parameter eines Nutzerprofils erkennen. “Jeder Haushalt ist anders. Ein allein lebender Opa duscht vielleicht einmal alle zwei Tage, und ein Ladezustand von fünf Prozent reicht aus. Eine Familie mit drei Teenagern braucht wahrscheinlich mindestens sechzig Prozent. Heizkessel tun, was sie tun müssen, aber sie sind nicht flexibel; sie haben kein Gehirn, aber NEStore schon”, bemerkt Bodis.
Auch die Installation wurde leicht gemacht. Zwei Wasseranschlüsse – einer für den Eingang und einer für den Ausgang -, eine Steckdose und der Zugang zum Internetnetz ermöglichen die Einrichtung in weniger als drei Stunden. “Abgesehen davon, dass es sich um eine nachhaltige Lösung handelt, hat unser System nicht die Probleme, die elektrische Batterien mit sich bringen”, sagt der Geschäftsführer von NES.
Mehr als Heimspeicherlösungen
Neben dem 20-kWh-System ist der NEStore auch in einer 30-kWh-Version erhältlich, die 6.000 Euro (ohne Steuern) kostet. “Eine Lithiumbatterie mit der gleichen Kapazität kostet etwa 25.000 Euro. Das ist eine andere Größenordnung, obwohl wir nur eine kleine Anzahl von Einheiten gebaut haben”, unterstreicht Bodis.
Sobald der NEStore die europäische Zertifizierung erhalten hatte, kamen Anfragen aus der ganzen Welt, “außer aus der Antarktis”. Der Fokus liegt nun ganz auf den Niederlanden, mit der Absicht, die Installationen genau zu verfolgen. Bis Ende dieses Jahres will NES 500 kommerzielle Einheiten installieren und im Jahr 2025 die Tausendermarke erreichen. Um sein Vorhaben voranzutreiben, sammelt das Unternehmen jetzt Geldmittel.
Wenn es das Hauptanliegen von NES ist, allen Menschen erschwinglichen, sauberen Strom zur Verfügung zu stellen, kann die dezentrale Energiespeicherung noch mehr leisten. Bodis: “In den Niederlanden und anderen Ländern kann die Gesellschaft keine weiteren Schritte unternehmen, weil das Energienetz voll ist. Die Gemeinden können keine neuen Gebäude bauen, ein Problem, das hier sehr spürbar ist. Wenn wir das Netzproblem angehen, können wir das Wohnungsproblem angehen, aus fossilen Brennstoffen aussteigen und die Energiearmut bekämpfen.”
