Energie über Fluss

Energyminer möchte es nun besser machen. Dr. Georg Walder und Dr. Richard Eckl haben das Unternehmen 2021 gegründet. Gemeinsam mit Chantel Niebuhr und einem wachsenden Team entwickeln sie die Technologie kontinuierlich weiter. Vieles spricht dafür, dass sie den Durchbruch für die kinetische Wasserkraft schaffen. Da ist das neue technische Konzept, das mit Niederspannungen unter 60 Volt arbeitet – das sorgt nicht nur für Sicherheit, sondern auch für Kosteneffizienz. Die elektrischen Komponenten entlehnen die Gründer aus E-Bikes und E-Scootern, das drückt die Kosten auf ein Zehntel im Vergleich zu früheren Konzepten. Der Energyfish wird in der Strömung verankert und schwimmt wie ein Fisch im Wasser, daher der eingängige Name. Ein Energyfish wiegt um die 150 Kilogramm und kann von vier kräftigen Personen auch an entlegene Flussabschnitte getragen und in Betrieb genommen sowie wieder abgebaut werden, wenn die Genehmigung erlischt. Auch Umweltschützer sind zufrieden. Große Fische werden von Gittern abgehalten, kleine Fische kommen heil durch den Rotor, weil dieser sich nur langsam dreht.

„Wir sind Ingenieur:innen und kennen uns bestens mit Mechanik und Elektrotechnik aus“, sagt Georg Walder, „von IoT, Cloud und Webentwicklung haben wir aber wenig Ahnung.“ Das Gründerteam brauchte also dringend Unterstützung und wandte sich an AWS, das PCG empfahl. Der Vorteil für Energyminer: AWS hat den Arbeitsaufwand von PCG finanziell unterstützt – ein Modell, das jungen Unternehmen den Einstieg in die Cloud erleichtern soll.

Am Flussufer greifen das Knowhow von Energyminer und das Knowhow von PCG ineinander. Über die Powerline – also per “huckepack” über das Energiekabel – übermitteln die Energyfische Sensordaten wie Wassertemperatur, Rotordrehzahl oder die momentane Leistung zu einer Basisstation am Ufer, die sich ein Dutzend Energyfische teilen.

Von dort geht es per 5G-Mobilfunk in die AWS-Cloud, wo die Daten analysiert und gespeichert werden. Diese IoT-Plattform hat PCG gebaut. „Entscheidend war die Entwicklung eines Datenschemas sowie eines Konzeptes für die Datenübertragung“, sagt Peer Müller, Team-Manager bei PCG. Wann werden wie oft welche Daten übertragen: darüber habe man sich detaillierte Gedanken gemacht – in diesem Projekt wie auch in vielen anderen Projekten, wo PCG solche IoT-Plattformen schon umgesetzt habe. „Voraussetzung ist immer, dass man die Anwendung versteht“, so Müller, „und das geht nur im Team mit dem Kunden.“

Aus den Informationen in der Cloud lassen sich KPIs extrahieren, etwa die Menge der erzeugten Energie über die Zeit sowie die Standorte der verschiedenen Energyfische, die auf einer Kartenansicht dargestellt werden. PCG hat ein einfaches Dashboard erstellt, das über eine Weboberfläche die wichtigsten Informationen anzeigt. In einem nächsten Schritt möchten die Partner ein aufwendigeres Dashboard bauen, das weitergehende Funktionen enthält. Das könnten Diagnosedaten sein, die den Ausfall eines Verschleißteils ankündigen.

Die Daten auf dem Dashboard stammen noch aus einer Simulation, da derzeit (November 2023) nur ein Energyfish in einer Mühle in der Nähe von München in Betrieb ist. Dort läuft alles reibungslos, und Energyfish sollen nun in Serie gehen. Für mehrere Standorte in Bayern hat das Genehmigungsverfahren begonnen. Da es keine grundlegenden Wassergesetze gegen den Betrieb gibt, rechnet Georg Walder mit einer schnellen Genehmigung. „Die Behörden waren zunächst überrascht, weil sie mit so etwas nicht vertraut waren, aber jetzt ist das Interesse groß und die Rückmeldungen sind positiv.“ Ein Schwarm von 100 Energyfish, verteilt auf eine 400 Meter lange Flussstrecke, würde bis zu 470 Haushalte rund um die Uhr versorgen. Der Schwarm von Energyfish würde jährlich 2300 Tonnen CO2 einsparen. Dies kann den CO2-Fußabdruck einer Gemeinde erheblich reduzieren.

Sobald die Genehmigungen erteilt sind, werden im Frühjahr die ersten Systeme installiert. Danach ist geplant, schrittweise weitere Standorte im deutschsprachigen Raum, dann in Europa und später weltweit über ein Lizenzmodell zu erschließen. In zehn Jahren will Energyminer ein Gigawatt Stromleistung installiert haben – und damit ein großes Kernkraftwerk ersetzen. PCG hat die IoT-Plattform mit einem Data Lake und einer serverlosen Plattform so konzipiert, dass sie nach Bedarf wachsen kann. Peer Müller: „Tausende, Zehntausende oder sogar noch viel mehr Energyfish können über die Plattform gesteuert werden, ohne dass sie an ihre Grenzen stößt. Dann zahlt es sich aus, dass wir uns für Serverless entschieden haben.“ PCG achte stets darauf, so Müller weiter, dass der Kunde die Plattform selbst betreiben könne. „Wir wollen Kunden nicht abhängig machen, sondern sie beraten und befähigen.“

Georg Walder ist optimistisch, dass sich das Geschäftsmodell von Energyminer als erfolgreich erweisen wird. Sein Team erreichte in einem simulierten Szenario Kosten von 4,4 Cent pro Kilowattstunde.

In Deutschland liegt die Einspeisevergütung für eine Kilowattstunde derzeit bei über 12 Cent – ein guter Gewinn, den Energyminer direkt in neue Elektroanlagen investieren würde. Im Gegensatz zu anderen Start-ups, die mit ähnlichen kinetischen Wasserkraftkonzepten gescheitert sind, wird Energyminer seine Elektroanlagen nicht verkaufen, sondern selbst betreiben.