Seit Jahrtausenden Ziegelsteine waren Spitzentechnologie, die es dem Menschen ermöglichte, höher und stärker zu bauen als zuvor. Jetzt glaubt ein neues Startup, dass Ziegelsteine diesen Titel zurückgewinnen. Doch anstatt als Baumaterial zu dienen, Elektrifizierte thermische Lösungendas am TechCrunch Disrupt 2023 Startup Battlefield teilnimmt, hofft, dass sie der Baustein neu dekarbonisierter Industrien sein werden.
Heutzutage ist ein Großteil der Schwerindustrie nicht nur für Strom, sondern auch für Wärme auf fossile Brennstoffe angewiesen. Mit der heutigen elektrischen Heiztechnologie ist es entweder schwierig oder teuer, die Temperaturen zu erreichen, die für die Herstellung von Stahl, Zement oder einer Reihe anderer Dinge erforderlich sind. Deshalb beschäftigen sich viele Menschen mit Wasserstoff, der genauso wie fossile Brennstoffe verbrannt werden kann, ohne dass es zu einer CO2-Belastung kommt. Leider wäre die Entwicklung ausreichender Kapazitäten für grünen Wasserstoff, um die Schwerindustrie anzutreiben, auch unglaublich teuer.
Aus diesem Grund suchen Start-ups wie ETS nach Alternativen namens Thermalbatterien. Wenn die Sonne scheint und der Wind weht und der Strom günstig ist, können thermische Batterien ähnlich wie Lithium-Ionen-Batterien aufgeladen werden. Aber wenn die Sonne untergeht oder der Wind nachlässt, geben Thermalbatterien diese Energie als Wärme statt als Strom ab.
Was mit dieser Hitze passiert, bleibt dem Kunden überlassen. Sie könnten damit Dampf zum Heizen von Gebäuden erzeugen oder Turbinen zur Stromerzeugung antreiben. Wenn eine thermische Batterie heiß genug werden kann, kann sie in Stahlwerken, Glashütten, Chemie- und Zementfabriken usw. eingesetzt werden.
Die Joule Hive-Wärmebatterie von ETS ähnelt zu 98 % den Dingen, die man heute von der Stange sieht“, sagte Mitbegründer und CEO Dan Stack gegenüber TechCrunch. Der Unterschied von 2 % zu herkömmlichen Schamottesteinen ist auf Halbleitermaterialien zurückzuführen, mit denen die Ziegel dotiert sind, um ihnen ihre elektrisch leitenden Eigenschaften zu verleihen. „Wir optimieren nicht einmal eine Menge an den Rezepten, um die Eigenschaften zu erhalten, die wir brauchen.“
Die Batterien werden erhitzt, indem Strom durch sie geleitet wird – „genau wie Ihr Toaster funktioniert, aber viel heißer“, sagte Stack. Die thermische Masse der Ziegel und des isolierten Behälters, in dem sie gestapelt sind, ermöglicht es ihnen, ihre Wärme stunden- oder sogar tagelang zu speichern. Über 95 % des in die Ziegel eingespeisten Stroms könnten als Wärme zurückgewonnen werden, sagte er.
Und diese Hitze ist heiß. Ein Stapel von ETS-Steinen könne Hitze von nahezu 2.000 Grad Celsius (3.632 Grad F) erzeugen, sagte Stack. „Das sind im Grunde Flammentemperaturen. Die meisten Industriezweige sind daran gewöhnt, mit Feuer zu arbeiten, und ihre Flammentemperaturen nähern sich 2.000 °C. Wir können also tun, was Flammen können, außer elektrisch, und zwar mit langer Lebensdauer. Und das mit einer Wirtschaftlichkeit, die vorher nicht einmal möglich war.“
Laut ETS sind die Kosten für seine Wärme mindestens dreimal günstiger als für Wasserstoff. Es ist heute immer noch teurer als Wärme aus Erdgas, aber das setzt voraus, dass die Erdgaspreise niedrig bleiben oder kein CO2-Preis angerechnet wird. Bei einem CO2-Preis von 50 US-Dollar pro Tonne wären die Kosten für ETS nur geringfügig höher als für Gas.
Das Unternehmen hat bisher 4,75 Millionen US-Dollar eingesammelt, darunter eine 4,5 Millionen US-Dollar teure Seed-Runde unter der Leitung von Clean Energy Ventures, die im Juni 2022 abgeschlossen wurde und das Unternehmen nach der Finanzierung mit 14,5 Millionen US-Dollar bewertete.
ETS hat mit einem Ziegelhersteller zusammengearbeitet, um sein Rezept so anzupassen, dass es auf Geräten im industriellen Maßstab mit Schüttgütern funktioniert. Derzeit verfeinert das Unternehmen sein Pilotsystem, das etwa die Größe eines Aufzugs hat, sagte Stack. Der nächste Schritt ist etwas in der Größe eines Schiffscontainers, das sich derzeit in der Entwurfsphase befindet. Sobald die Batterie im kommerziellen Maßstab fertiggestellt ist, wird ETS entweder die Wärme aus den Batterien oder das komplette System verkaufen.
Es ist alles das Ergebnis einer etwa zehnjährigen Arbeit, die mit Stacks Abschlussforschung am MIT begann. „Wir sind nicht über Nacht hier angekommen. Wir begannen damit, uns anzuschauen, was es bereits gibt“, sagte er. „Aber wenn man das einfach tun möchte, sind einem grundsätzlich die Grenzen gesetzt, die heute von der Stange sind. Und insbesondere Ihre Elektroheizungen sind der Flaschenhals. Wir haben diese Technologie entwickelt, um diesen Engpass zu lösen.“