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Investoren gesucht für Power2Gas Langzeitenergiespeicher
Eintrag vom: 07.11.2022 - Ablauf: 06.05.2023
  (Mini-) Kraftwerk «Wasserstoff/Methan als Energiespeicher» oder «Power2Gas»


Rückblick:
2008 hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) im Rahmen einer Doktorarbeit die Entwicklung eines Freikolbenlineargenerators (FKLG) aufgenommen und diesen bis 2011 in der Theorie aufgebaut. Die Softwaresteuerung und Lauffähigkeit war damals aber nicht gegeben. 2012 wurden dann Investoren im Rahmen eines Startups gesucht und im Zuge dieser Kooperation wurde die SWEngin GmbH gegründet, an welcher das DLR auch zu 50% beteiligt ist. Die anderen 50% wurden von meinem heutigen Geschäftspartner übernommen (damals in seiner Rolle als Business Angel). Dadurch wurde der FKLG zu einem Spin-Off Unternehmen des DLR.
Im Rahmen der Zusammenarbeit wurden in der Folge die Detailplanung und die Ingenieurarbeiten durchgeführt und die Steuerungssoftware für die Verdichtung im zentralen Brennraum programmiert. In Stage 1 folgten dann Monate auf dem Prüfstand im DLR mit laufenden Optimierungen an der Steuerungssoftware.
Ab 2014 folgte dann Stage 2 mit dem Einbau und Tests verschiedener Magnetplatten und Lager. Ab Mitte 2016 konnte der FKLG vom Prüfstand genommen werden und war ab da grundsätzlich lauffähig.
Die Steuerungssoftware verantwortet dabei «nur» die Verdichtungsverhältnisse im zentralen Brennraum.
NECo GmbH und Patentanmeldungen:
In der Folge wurden Patente angemeldet. Diese Patente werden von der NECo GmbH (New Engine Concept) verwaltet. Weiter hält die NECo mittlerweile auch die Anteile von an der SWEngin GmbH. Die NECo wiederum gehört zu 100% der Denpaku AG (Gründung 29.09.2015), welche hier in Rheinfelden ihren Sitz hat.
Die Kosten für die Entwicklung des FKLGs und die Kosten für die Anmeldung der Patente wurden von der Denpaku AG übernommen (Gesamtkosten ca. 20Mio CHF). Die Mittel dafür wurden teils von Partnerfirmen bereitgestellt. Es bestehen in der Denpaku AG entsprechend Verträge dazu.
Die Swengin GmbH nennt den FKLG auch FreeP (The Free Piston Linear Generator)

Elektromobilität vs Energiewirkungsgrad:
Mit Abschluss der Arbeiten am FKLG wurde die deutsche Automobilindustrie durch das DLR auf diesen neuen Motor aufmerksam und bot über ein Management-Buy-Out die Übernahme an. Diese Übernahme beabsichtigte die SWEngin GmbH aber nicht. Über den Einsatz des FKLG im Bereich der Elektromobilität, wurden seitens DLR verschiedene Dokumentationen und auch ein Film publiziert.

- Proof of Concept POC (dlr.de)
- Freikolbenlineargenerator.pdf (dlr.de)
- DLR - Institut für Fahrzeugkonzepte - FKLG - SyncSim – Synchronisation in der Simulation
- Als neuartiger Range-Extender macht der Freikolbenlineargenerator (FKLG) Elektromobilität flexibler - TIB AV-Portal

Heute verstehen wir das Thema Elektromobilität etwas besser bzw. wir habe in Zusammenarbeit mit dem DLR und in der theoretischen Anwendung durch Lotus schon früh feststellen müssen, dass man aufgrund der verfügbaren Grösse im Fahrzeug nur begrenzt Energie speichern kann und dass der Energiewirkungsgrad eher schlecht ist.

Der FKLG ist für die Automobilindustrie aber trotzdem sehr interessant und kann im heutigen Einsatz vor allem mit der Möglichkeit der variablen Brennstoffverwendung punkten. Nichtsdestotrotz braucht es für die wirkliche Energiewende ein neues Speichermedium, welches einen hohen Energiewirkungsgrad hat und in sich eine hohe konstante Speicherkapazität aufweist. Wasserstoff bzw. Wasserstoff zu Methan scheint da die nachhaltige Lösung zu sein und vor allem ist dieses Speichermedium CO2 neutral.
Und noch ein kleiner Exkurs zur Entwicklungsarbeit am FKLG: In einer weiteren Doktorarbeit seitens DLR wurde im Jahre 2020 nachgewiesen, dass sich der FKLG über den zentralen Brennraum selber reguliert (es wird also nachweislich keine Steuerung benötigt, welche in die Brennvorgänge eingreift). Die Werte aus dem Brennraum werden über entsprechende Sonden stetig überwacht, welche dann aber nur auf die Softwaresteuerung des Verdichtungsverhältnisses im zentralen Brennraum einen Einfluss haben. Diese Erkenntnis ist bahnbrechend für die Einsatzgebiete des FKLG, denn dadurch sind verschiedene Motorengrössen und Leistungsstufen des Motors leicht umsetzbar.

Ausblick:
Die Zusammenarbeit mit dem DLR geht weiter. Derzeit arbeiten die Ingenieure, Physiker und Mathematiker daran, Elektrolyse für den Hausgebrauch (einmal etwas plakativ gesprochen) zu ermöglichen. Diese vorgelagerte Technologie zusammen mit dem für Wasserstoffverbrennung (H2) optimierten FKLG ist die Ausgangslage für ein Minikraftwerk. Für mehr Leistung kann auch ein grösseres Kraftwerk gebaut werden, aber dazu dann mehr bei den Anwendungsgebieten.
Zwei Optimierungen stehen nun an, um das Thema Minikraftwerk auf den Weg zu bringen. Diese sind wichtig, um den positiven Energiewirkungsgrad von Wasserstoff (bzw. Wasserstoff zu Methan (CH4)) nicht gross zu schmälern.
Der erste Schritt ist die Optimierung der Steuerungssoftware für die Verdichtung im zentralen Brennraum bei der Verbrennung von H2 bzw. CH4. Aktuell ist die Softwaresteuerung ja auf die Verwendung von verschiedenen Brennstoffe ausgelegt.

Durch diese Optimierung wird der Wirkungsgrad bei der Verbrennung von H2 bzw. CH4 deutlich angehoben (liegt bei ca. 55%). Die zweite Optimierung für die Verwendung von H2 bzw. CH4 liegt in den Lagern der bewegten Massen (namentlich bei den Magnetplatten). Dadurch generieren wir im Betrieb noch mehr Laufruhe und weniger Reibung, was den Wirkungsgrad zusätzlich noch einmal positiv beeinflusst.

Anwendungsgebiete:
Grundsätzlich kann zur Anwendung des Kraftwerks gesagt werden, dass es zur Speicherung von grossen Mengen an elektrischer Energie über eine lange Speicherdauer eingesetzt wird. Power2Gas ermöglicht eine Speicherkapazität von mehr als 1TWh über ein Jahr zu realisieren und die Energie CO2 neutral wieder bereitzustehen.

Wie sieht das in der Praxis aus?
Es gibt im Stromnetz immer mal wieder Spitzen- und Tiefzeiten; bevor überschüssiger Strom «vernichtet» und ins Ausland befördert wird, könnte dieser bspw. durch das Elektrolyseverfahren in H2 oder CH4 gespeichert werden und bei Bedarf kann die elektrische Energie durch Verbrennung wieder ins Stromnetz zurückgeführt werden.
Wie bereits angemerkt sind bei den Interessenten/Investoren für die Fertigungsstätte u.a. auch Firmen aus der Immobilienbranche vertreten und da scheint das Interesse gross mit Energie in Überbauungen besser und vor allem CO2 neutral zu haushalten.
Weiter kann die freiwerdende Verbrennungswärme aus dem zentralen Brennraum des FKLGs einem Wärmespeicher (bspw bei einem Luft- Wasser-Wärmepumpe-System) zugeführt werden.

Wir suchen strategische Investoren, die mit uns und unserem Minikraftwerk die Zukunft nachhaltig mitgestalten wollen.
PLZ: 4310 Ort: Rheinfelden Telefon: 0795692573
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