Warum Clean-Energy-Startups schlimme Dinge passieren

Neue Technologien zur Speicherung von Strom aus Wind- und Solarparks werden der Schlüssel zu einer sauberen Energiezukunft sein. Aber die jüngste Insolvenz von Aquion Energy zeigt die Marktherausforderung, dies zu erreichen. Durch

• James Tempel Archivseite

19. Juni 2017

Daniel Zender

Nach allen Maßstäben, auf die es normalerweise ankommt, hätte Aquion Energy Erfolg haben müssen.

Das Startup, das große Batterien für erneuerbare Projekte und Stromnetze verkaufte, wurde von Jay Whitacre gegründet, einem Professor für Materialwissenschaften an der Carnegie Mellon, der zuvor Batterien für Mars-Rover bei der NASA entwickelt hatte. Es hat angehoben fast 200 Millionen Dollar von prominenten Investoren, darunter Bill Gates, und Risikokapitalgebern bei Kleiner Perkins und Shell. Am wichtigsten ist vielleicht, dass das Unternehmen mit einem klaren Bewusstsein für frühere Fehltritte von Batterie-Startups in den Markt eingetreten ist. Es wurde darauf geachtet, seltene Materialien zu verwenden. Es stützte sich auf umfunktionierte Produktionsanlagen. Und es identifizierte Nischenmärkte, in denen es Fuß fassen könnte.

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Aber am 8. März, nachdem es gescheitert war, zusätzliche Mittel aufzubringen, Aquion abgelegt zum Schutz vor Insolvenz 80 Prozent des Personals abbauen und die Produktion einstellen. Es war der jüngste von mehreren Stolpersteinen für risikofinanzierte Speicher-Startups. EnerVault, das sogenannte Flow-Batterien entwickelte, stellte sich 2015 zum Verkauf, nachdem es keine weiteren Investoren gefunden hatte. Später im selben Jahr entließ das Flüssigmetallbatterie-Startup Ambri ein Viertel seiner Belegschaft. Etwa zur gleichen Zeit ging LightSail Energy, das mit der Entwicklung einer Technologie zur Speicherung von Energie als Druckluft in Kohlefasertanks zu kämpfen hatte, dazu über, seine Container an Erdgaslieferanten zu verkaufen. Zusammengenommen haben diese Kämpfe die Hoffnungen auf das Aufkommen erschwinglicher und praktischer Netzspeicher in naher Zukunft zunichte gemacht.

Und das ist ein Problem. Ohne billige Möglichkeiten zur Speicherung überschüssiger Energie, die aus intermittierenden Quellen wie Wind und Sonne erzeugt wird, gibt es Grenzen dafür, wie viel diese erneuerbaren Energiequellen zur gesamten Stromerzeugung des Netzes beitragen können – und damit auch, wie viel wir das Treibhausgas reduzieren können Emissionen treiben den Klimawandel voran. Es gibt schon Tage, an denen kalifornische Solarparks abgeschaltet werden müssen, weil sie es sind mehr Strom erzeugen als das Netz zu einem bestimmten Zeitpunkt verbrauchen kann. Und dennoch muss das System noch genügend Reservekraftwerke für fossile Brennstoffe betreiben, um dies zu ermöglichen Gesamtbedarf decken Immer wenn die Sonne hinter den Wolken verschwindet.

Vor einem Jahr, MIT Technology Review platzierte Aquion auf Platz fünf seiner Liste der 50 intelligentesten Unternehmen. Es ist schwer, die Einzelheiten dessen, was schief gelaufen ist, zu entschlüsseln, da der Insolvenzantrag nur wenige zusätzliche Details enthält. Whitacre lehnte Wortmeldungen ab, bis eine Auktion abgeschlossen ist, machte jedoch deutlich, dass er hofft, dass das Unternehmen oder die Technologie nach diesem Zeitpunkt in irgendeiner Form fortfahren kann.

Klar ist, dass trotz des zwingenden Bedarfs an besserer Netzspeichertechnologie jedes Startup heute mit mehreren beängstigenden Realitäten konfrontiert ist. Erstens ist der sich langsam entwickelnde Markt für fortschrittliche Netzspeicher noch nicht groß, teilweise weil die Technologien unausgereift und teuer sind. Zweitens, und kurzfristig wichtiger, ist der Preis der bestehenden Technologie in Form von Lithium-Ionen-Batterien viel schneller als erwartet gefallen, was die versprochenen Vorteile neuer Ansätze wie dem von Aquion schmälert.

Es ist immer noch offen, welche fortschrittliche Grid-Speichertechnologie oder eine Kombination verschiedener Ansätze Lithium-Ionen-Batterien letztendlich verdrängen könnte.

Halten Sie nicht den Atem an für die Dinge, die nach Lithium-Ionen kommen, sagt Ilan Gur, Gründungsdirektor des Cyclotron Road-Programms für Energieunternehmer, der zuvor ein Batterieunternehmen mitbegründet hat, das von Bosch übernommen wurde. Es ist viel wahrscheinlicher, dass wir noch einige Jahrzehnte auf der Lithium-Ionen-Kostenkurve fahren.

Inzwischen ist es ein bekanntes Phänomen in der sauberen Energie. Unternehmen müssen massive Vorabinvestitionen tätigen, um neue Hardware zu entwickeln und die Fertigung zu erweitern, während sie gleichzeitig bewegliche Preis- und Leistungsziele verfolgen, während sich die etablierten Technologien verbessern. Angesichts solcher Herausforderungen haben verschwindend wenige Erfolg.

Die Gefahr besteht in diesem Fall darin, dass viele Beobachter glauben, dass Lithium-Ionen nicht die richtige Technologie für eine vollständige Grundlastspeicherung im Netz sind, da es Grenzen zu geben scheint, wie billig und langlebig die Technologie jemals werden kann. Doch sein Erfolg überschattet einen bereits frostigen Investitionsmarkt für Technologien, die heute vielleicht nur minimal besser sind, aber langfristig ein weitaus größeres Potenzial haben könnten, das Energiesystem zu verändern.

Wie können wir solche Technologien lange genug unterstützen, um an diesen Punkt zu gelangen?

Toast

Wann MIT Technology Review 2012 zum ersten Mal über Aquion schrieb, sagte das Unternehmen, es hoffe, seine Batterien für weniger als 300 US-Dollar pro Kilowattstunde Kapazität herstellen zu können. Die Technologie kombinierte einen Salzwasserelektrolyten mit einer Manganoxidkathode und einer Anode auf Kohlenstoffbasis. Der Preis positioniert das Produkt zwischen Low-End-Blei-Säure-Batterien und teurer Lithium-Ionen-Technologie. Aber ein großer Teil der Argumentation des Unternehmens bestand darin, dass die Batterien viel länger hielten und in den starken Lade- und Entladezyklen, die dem Stromnetz eigen sind, besser abschnitten. Das versprach, die Lebenszeitkosten des Systems zu senken.

Es ist unklar, wo die Preise von Aquion zum Zeitpunkt des Insolvenzantrags standen, aber Lithium-Ionen-Batterien selbst fielen laut Angaben im vergangenen Jahr unter die Schwelle von 300 US-Dollar pro Kilowattstunde Bloomberg New Energy Finance . Insbesondere sank der Preis in nur zwei Jahren um fast die Hälfte und erreichte 2016 273 US-Dollar, als die weltweite Produktion hochgefahren wurde, um die wachsende Nachfrage nach Telefonen, Elektroautos und Backup-Systemen für Solarenergie zu befriedigen. Und die Preise für Lithium-Ionen-Batterien dürften weiter sinken. Bloomberg Projekte sie werden bis 2025 auf 109 $ pro Kilowattstunde und bis 2030 auf 73 $ fallen.

Donald Sadoway, Materialwissenschaftler am MIT und Mitbegründer von Ambri, ist skeptisch, dass solche Schätzungen die Gesamtkosten für Lithium-Ionen-Speichersysteme im Netzmaßstab widerspiegeln. Er argumentiert auch, dass Zukunftsprognosen von Bloomberg New Energy Finance unrealistisch seien, und stellt fest, dass die Schätzung für 2030 unter die Rohstoffkosten zu sinken scheint. Aber wie auch immer, der plötzliche Preisverfall hat bereits eine enorme Domino-Wirkung auf den Speichermarkt, sagt er. Wenn Lithium-Ionen mit diesen kühnen Behauptungen herauskommen, lassen die Investoren innehalten, sagt Sadoway. Sie schauen und sagen: „Wow, ihr seid Toast.“

Sache überprüft

• Insolvenzantrag von Aquion Energy nach Chapter 11 am 8. März 2017

Unterdessen haben Kunden, die ein Multimillionen-Dollar-Speichersystem in Betracht ziehen, wenig Anreiz, auf eine aufkommende und riskantere Technologie zu setzen. Lithium-Ionen-Batterien erfüllen bereits viele der spezifischen Anforderungen von großen Versorgungskunden und bieten ein zuverlässiges Produkt von stabilen Anbietern, sagt John Zahurancik, Präsident der Energiespeicherabteilung von AES, einem Energieprojektentwickler, der sich zunehmend auf Batteriesysteme konzentriert. Als die kalifornischen Energieversorger gezwungen waren, einen Erdgasspeicher schnell zu ersetzen, nachdem a großes Leck 2015 entschieden sie sich für drei separate Lithium-Ionen-Systeme, die von AES und Tesla zusammengebaut wurden. Wir sehen es als eine Technologie, die hier, jetzt und bereit ist, sagt Zahurancik.

Aufladen voraus

Aber es gibt gute Gründe, unsere Batteriewetten abzusichern, sagt Jessika Trancik, außerordentliche Professorin für Energiestudien am MIT. Obwohl die Preise gesunken sind, sind Lithium-Ionen-Batterien immer noch nicht billig genug, um eine größere Rolle im Netz zu spielen. Und es ist nicht klar, ob sie dort ankommen, sagt sie.

Die Preisgestaltung ist auch komplizierter als das, was eine einzelne Kilowattstunde erfasst. Die aussagekräftigere Metrik ist Dollar pro Kilowattstunde pro Zyklus, eine Zahl, die die Lebenszeitkosten des Systems widerspiegeln würde. Und das bringt uns zu einem großen Problem für Lithium-Ionen: Diese Akkus können schnell verblassen, wie jeder Smartphone-Besitzer weiß. Das macht sie weniger ideal für die Belastungen des Grundlastspeichers, der erforderlich ist, um den wachsenden Anteil intermittierender Quellen wie Wind und Sonne im Netz auszugleichen.

Es ist immer noch jedermanns Sache, welche Grid-Speichertechnologie oder eine Kombination davon Lithium-Ionen-Batterien letztendlich verdrängen könnte. Neben fortschrittlichen Batteriemöglichkeiten gibt es Schwungräder, Druckluft, Wasserstoff-Brennstoffzellen , Elektrofahrzeug-zu-Grid-Systeme und sogar Energiespeichernde Klimaanlagen . (Wasser einen Hügel hinauf zu pumpen und es später herunterlaufen zu lassen, bleibt bei weitem die größte Speichertechnologie.) Aber alle diese Technologien leiden unter erheblichen Mängeln, und alle erfordern wahrscheinlich erhebliche nachhaltige Investitionen, um sie weiterzuentwickeln und zu testen, ob sie wirklich lebensfähig sind , und machen sie kostengünstig wettbewerbsfähig.

Die Frage ist, woher solche Investitionen kommen sollen. Die Trump-Administration hat Schritte unternommen, um das staatliche Förderprogramm für Start-ups im Bereich saubere Energie abzubauen, und die Risikokapitalinvestitionen für solche Technologien sind seit 2011 um fast 30 Prozent von 7,5 Mrd Brookings-Institution .

Die gute Nachricht ist, dass der Markt für große Speichersysteme wächst, da immer mehr Wind- und Solarenergieprojekte gebaut werden und Fabriken versuchen, die Kosten während der Spitzenlastzeiten zu senken. Und die Wirtschaftlichkeit der Netzspeicherung wird günstiger, da zusätzliche erneuerbare Energien ans Netz gehen und immer mehr veraltete Kraftwerke mit fossilen Brennstoffen abgeschaltet werden, sagt Severin Borenstein, Energieökonom an der University of California, Berkeley. Je mehr intermittierende erneuerbare Energien eingeführt werden, desto wertvoller wird die Speicherung, sagt er.

Es besteht jedoch die Befürchtung, dass Marktmechanismen allein angesichts des Tempos, in dem die Welt Emissionen reduzieren muss, um die größten Bedrohungen des Klimawandels zu vermeiden, nicht schnell genug funktionieren. Ein Instrument, das den Wandel beschleunigen könnte, ist eine intelligente öffentliche Ordnung. CO2-Steuern oder Cap-and-Trade-Programme, wie sie in Kalifornien, New York und anderen Bundesstaaten bestehen, erhöhen die Kosten für die Nutzung fossiler Kraftwerke und erhöhen die Anreize, mehr erneuerbare Energien und Speicher in das Netz einzuspeisen. Es gibt auch direktere Möglichkeiten, wie die Regierung den Sektor unterstützen kann, wie die kalifornische Anforderung, dass staatliche Versorgungsunternehmen bis Ende dieses Jahrzehnts mehr als 1,3 Gigawatt Speicher an das Stromnetz anschließen müssen, oder staatliche Zuschuss- und Darlehensprogramme für vielversprechende Startups.

Aber letztendlich sind die neu entstehenden Speichertechnologien Kampfkräfte, die tief im Kern des Kapitalismus verankert sind. Märkte konsolidieren sich um dominante Technologien und Unternehmen herum. Um alte Ordnungen aufzurütteln, bedarf es oft eines radikalen Vorstoßes, der im Energiesektor nicht oft vorkommt.

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