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

Cleantech-Startup bringt CO2-Batterie zur Langzeitspeicherung. Finanzierung für größeres Projekt steht.

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. Das Cleantech-Unternehmen 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.

Aufladen: Die Batterietechnologie nutzt die thermodynamische Umwandlung von CO₂ zwischen dem gasförmigen und flüssigen Zustand in einem geschlossenen System. Beim Aufladen wird das CO₂ aus einem atmosphärischen Gasspeicher, dem Dome, entnommen und anschließend in einem gekühlten Zwischenzustand verarbeitet.

Während dieses Prozesses wird das CO₂ kondensiert und unter Druck bei Umgebungstemperatur in speziellen Behältern gesichert, um ein Entweichen in die Atmosphäre zu verhindern. Dadurch wird eine effiziente Energiespeicherung ermöglicht, ohne dass extrem niedrige Temperaturen erforderlich sind.

Entladung: Bei der Entladung wird das flüssige CO₂ erhitzt, verdampft und läuft durch einen Expander zurück in den Dome. Der Expander wiederum treibt einen Stromgenerator an.

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:

Das Cleantech-Unternehmen hat am 8. Juni 2022 die erfolgreiche Inbetriebnahme der ersten CO₂-Batterie auf Sardinien, Italien, bekanntgegeben. Dieser Meilenstein bedeutet nichts weniger als den Eintritt in die kommerzielle Skalierungsphase. 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.

Die CO₂-Batterien 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 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.

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 den Italienern, mehrere größere Anlagen zu bauen, können die Kosten halbiert werden.

Wer steckt hinter dem Cleantech-Startup?

Gründer und CEO 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 das Cleantech-Unternehmen eine Serie-B-Finanzierungsrunde für potenzielle Investoren, die an der Energiespeichertechnologie interessiert sind.

Finanzierungsrunde: 11 Millionen US-Dollar für größere CO₂-Batterie

Am 29. Juni 2022 gab das Team bekannt, eine Brückenfinanzierung über elf Millionen US-Dollar abgeschlossen zu haben. Damit, so das Cleantech-Unternehmen aus Italien, soll eine 20-Megawatt/200-Megawattstunden/10-Stunden-Anlage für den Energieversorger A2A realisiert werden. Für diese Kooperation gibt es bereits eine Absichtserklärung.

Der Evolution Fund der Vermögensverwaltungsgesellschaft CDP Venture Capital führte zusammen mit Bestandsinvestor Barclays die sogenannte Wandelfinanzierung durch. Daneben beteiligte sich auch das Schweizer Family Office Novum Capital Partners.

Mit dem Abschluss dieser Finanzierungsrunde hat das Unternehmen nun 25 Millionen Dollar eingesammelt seit es 2020 aus den Stealth Modus beendete und öffentlich bekannt wurde. Die kommende Finanzierungsrunde Series B ist noch im Laufe des Jahres 2022 geplant.

Series B-Finanzierungsrunde: 55 Millionen Euro

Die CO₂-Batterie hat sich bis zum Sommer 2023 zu einer höchst attraktiven Lösung für die Langzeitspeicherung erneuerbarer Energien entwickelt. Ausdruck findet diese Attraktivität darin, dass die Finanzierungsrunde hochkarätige Investoren brachte – und überzeichnet war. Die 55 Millionen Euro werden für die Fertigstellung der ersten CO₂-Batterien verwendet.

Angeführt wurde die Finanzierungsrunde von Eni Next, während Neva SGR als weiter großer Investor beteiligt war. Weitere Geldgeber sind der Japan Energy Fund, Novum Capital Partners oder  Barclays’ Sustainable Impact Capital.

Der Energiespeicher-Spezialist hat in nur drei Jahren den Betrieb aufgenommen und wird bis Ende 2024 zwei 20-MW-200-MWh-Standardmodule in Betrieb nehmen. Die erste Einheit befindet sich bereits in der Fertigung, wobei die längsten Teile von wichtigen Zulieferern hergestellt werden.

Partner MAN Energy Solutions

Im eigenen Image-Video macht das Cleantech-Unternehmen aus Italien deutlich: Wir haben angesichts des wachsenden Klimaproblems keine Zeit mehr zu verlieren bei der Transformation. Mit Energy Dome gebe es eine bereits verfügbare und skalierbare Lösung, so der Tenor des kurzen Films. Unterdessen ist bekanntgeworden, dass MAN Energy Solutions und Energy Dome kooperieren bei Technologiefragen.

Markteintritt in den USA

Das italienische Unternehmen hat die Eröffnung seines ersten Büros in den USA in Boston, Massachusetts, bekannt gegeben. Mit dieser brandneuen Niederlassung unterstreicht das Unternehmen seine globale Vision und Ambition, die Welt mit ihrer CO₂-Batterietechnologie zu dekarbonisieren. Das Büro in Boston wird als strategischer Knotenpunkt für die Expansion auf dem US-Markt dienen. Das Unternehmen hat bereits eine Partnerschaft mit Alliant Energy abgeschlossen und eine erste Anlage für 2026 gesichert.

(Dieser Beitrag entstand zunächst am 27. Mai 2022, wurde aber am 24. März 2024 zuletzt überarbeitet)