Start-Ups für die Energiewende

Baden-Württemberg ist Gründerland: Tüfteln und Erfinden haben hier eine lange Tradition – aus innovativen Ideen von Gründerinnen und Gründern sind schon einige Unternehmen von Weltrang entstanden. Auch heute gibt es im Land viele junge Unternehmen mit frischen Ideen. Wir stellen vier Start-ups aus der Energiebranche vor, die mit ihren Produkten und Leistungen dazu beitragen, die Energiewende voranzubringen.

NexWafe GmbH: günstige Solarmodule made in Germany

Dünne Siliziumscheiben, sogenannte Wafer, sind das Herzstück von Solarzellen. In den 1⁄10  mm dicken Scheiben findet die eigentliche Umwandlung von Sonnenlicht in Strom statt. Diese Wafer haben auch den größten Anteil an den Kosten für Solarzellen. Das Freiburger Start-up NexWafe hat ein Verfahren entwickelt, mit dem diese Kosten erheblich sinken.

Statt Wafer wie bisher von Silizium-Blöcken abzusägen – dabei gehen 40–50 % des Siliziums verloren – lässt NexWafe die Scheiben auf einem Saat-Wafer wachsen und löst sie dann verlustfrei ab. Die so entstehenden Wafer können ohne Problem in bestehenden Solarzellen- und Modulproduktionen verwendet werden. Für dieses einzigartige Verfahren erhielt NexWafe 2019 den Umwelttechnikpreis Baden-Württemberg in der Kategorie „Materialeffizienz“.

flexible Wafer
Alleinstellungsmerkmal: NexWafe kann auch flexible Wafer herstellen.
Teamfoto NexWafe
Das Team von NexWafe in Freiburg.

Darüber hinaus kann NexWafe aber auch dünnere Wafer herstellen und damit ganz neue Märkte erschließen: „Wenn sie Wafer absägen, geht das nur bis zu einer gewissen Mindestdicke“, erklärt Dr. Stefan Reber, einer der Gründer und CEO des Unternehmens. „Unsere Wafer wachsen ja von Null und wir steuern bis zu welcher Dicke. So können wir sehr viel dünnere Wafer herstellen, die auch biegsam sind.“ Dünne, biegsame Wafer sind vor allem für die Autoindustrie interessant, damit ließen sich Elektroautos mit Solarzellen auf der gesamten Oberfläche realisieren.

Von der Uni in die Massenproduktion

Als NexWafe 2015 an den Start ging, hatte Reber schon 20 Jahre geforscht und entwickelt. Jetzt sollte das Verfahren raus aus dem Forschungsumfeld. Dafür erhielt er Unterstützung von seinem Mitgründer Frank Siebke. „Wir mussten die Technologie ja erst mal zu einem Produkt fertig entwickeln, damit ein Kunde was damit anfangen kann“, erinnert sich Reber. Am Anfang dauerte es einen ganzen Tag, einen einzigen Wafer herzustellen – und der hatte noch nicht einmal die volle Fläche. „Für die Massenproduktion müssen wir einen Wafer pro Sekunde herstellen können“, erklärt Reber. Geräte weiterentwickeln, Technik skalieren und verlässlich machen: Das waren die Aufgaben der letzten Jahre. Mittlerweile läuft eine Pilotlinie in Freiburg, deren Kapazität soll im nächsten Schritt auf 1 Mio. Wafer pro Jahr erweitert werden.

Danach sollen die Wafer in großem Maßstab in Massenproduktion gehen. Dafür ist eine Fabrik in Bitterfeld geplant, spätestens 2021 soll der Bau beginnen. Die Herstellungskosten sollen sich dabei – verglichen mit den derzeit führenden asiatischen Produzenten – halbieren.

Global Player als Ziel

Forschung und Entwicklung bleiben aber in Freiburg. Reber: „Wir sind gern in Baden-Württemberg, es gibt hier eine starke Konzentration von Know-how zur Photovoltaik, nicht nur in Freiburg oder Konstanz, auch gleich hinter der Grenze in Grenoble oder Lausanne. Da profitieren wir von den kurzen Wegen.“

Für sein Unternehmen sieht Reber ein enormes Potenzial: „Photovoltaik ist ein gigantischer Markt und eine gigantische Chance für die Menschheit.“ Das Ziel von NexWafe sei, zum Global Player in der Solarindustrie zu werden. Es gehe aber um wesentlich mehr als den wirtschaftlichen Erfolg, so Reber: „Wir Gründer sind alle überzeugt, dass wir etwas für unsere Umwelt tun müssen. Solarstrom günstiger zu machen und daran mitzuwirken, dass wir die Welt mit umweltfreundlicher Energie versorgen können, ist ein ganz starker Treiber des Unternehmens.“

BRC Solar GmbH: mehr Leistung aus Solaranlagen

Solarzellen sind auf direkte Sonneneinstrahlung angewiesen. Wenn einzelne Module im Schatten liegen oder verschmutzt sind, reduziert das den Ertrag der ganzen Anlage. Grund hierfür ist die Schaltung der Zellen in Reihe: Der Leistungsabfall eines Moduls beeinflusst den ganzen Modulstrang. Neben Einbußen beim Energieertrag kann das im schlimmsten Fall durch Überhitzung zu Schäden an der Anlage führen.

Das 2018 in Karlsruhe gegründete Unternehmen BRC Solar hat für dieses Problem eine Lösung gefunden: eine Schaltung als Leistungsoptimierer. Diese optimiert verschattete oder verschmutzte Module, verbessert so die Effizienz der Anlage und beugt Schäden vor. Der Optimierer kann einfach als Zusatzgerät an vorhandene Anlagen angeschlossen werden.

Änderung des Geschäftsmodells

„Ursprünglich wollten wir unsere Elektronik gleich an Handwerker verkaufen“, erzählt Pascal Ruisinger, der CFO des jungen Unternehmens. „Dann haben wir gemerkt: Das schaffen wir als Team von drei Leuten nicht.“ Der Betreuungsaufwand bei dieser Art des Vertriebs sei einfach zu hoch. Also hat man das Geschäftsmodell geändert: Jetzt arbeitet BRC Solar mit Modulherstellern und Komponentenlieferanten, die bereits über Vertriebskanäle verfügen. Langfristig soll die Elektronik des Start-ups in Module integriert werden: „Unser Ziel ist es, einen Partner für die Herstellung smarter Module zu finden“, erklärt Ruisinger die Pläne für die Zukunft.

Im Start-up-Jargon heißt so eine radikale Änderung des Geschäftsmodells „Pivot“. Das war aber nicht die einzige Herausforderung für Ruisinger und seine Kollegen: „Ich möchte auch ein bisschen den Zauber vom Gründen nehmen: Es ist schon Arbeit.“ Vor allem die Finanzierung sei immer eine Herausforderung. Trotzdem sind Ruisinger und seine Partner Gründer mit Leib und Seele. Und sie wollen auch andere zum Gründen motivieren: An ihrer ehemaligen Hochschule in Karlsruhe sind sie Ansprechpartner für Gründungswillige. Auch sonst stehen er und seine Mitgründer Timm Czarnecki und Richard Brace mit ihrem Wissen und ihren Erfahrungen gerne zur Verfügung. „Wir sind sehr froh, wenn wir Leute dazu bewegen können, zu gründen“, sagt Ruisinger. „Mehr Gründer bedeutet ja auch, dass wir uns besser gegenseitig unterstützen können.“

Standortvorteil für Start-ups

Baden-Württemberg sieht er als idealen Standort für sein Unternehmen: „Mit innoWerft und AXEL haben wir als Start-up tolle Unterstützung gefunden.“ Auch die vielen Mittelständler in der Nachbarschaft seien ein großer Vorteil: „Ob für die Bestückung unserer Platinen oder für den Vertrieb: Wir finden überall hervorragende Partner.“

Als nächstes müssen die Gründer Anfang 2020 eine weitere Finanzierungsrunde bewältigen: Spätestens im April soll der nächste Investor mit ins Team kommen. Dann soll das Unternehmen auch personell wachsen.

Die Gründer von BRC Solar
Die Gründer von BRC Solar: (v. l.) Timm Czarnecki, Richard Brace und Pascal Ruisinger. // Copyright: BRC Solar
Gruppenfoto ENIT Systems GmbH
Das Team von ENIT Systems in Freiburg.

ENIT (Energy IT) Systems GmbH: Energiesparer für den Mittelstand

„Wir helfen Industriebetrieben, Energie zu sparen“, so Pascal Benoit, CTO von ENIT Energy über sein Unternehmen. Bevor ein Betrieb aber Energie sparen kann, müssen die Verbräuche erst einmal erfasst werden. Das 2014 gegründete Unternehmen aus Freiburg bietet dafür eine Komplettlösung: „Industriekunden haben ja nie Zeit. Wir wollen ihnen ganz einfach zeigen, wo z. B. Energieleckagen sind, welche Anlagen am meisten Energie verbrauchen und ob es sinnvoll ist, in einen neuen Trafo zu investieren“, so Benoit.

Energiemonitoring als Plug-and-play

Dafür bekommt der Kunde eine Kombination aus Hardware, Software und Analyse: den ENIT Agent. Das Gerät funktioniert mit allen gängigen Zählern und Systemen. Die Software überführt die Daten in ein integriertes Energiemanagement-Portal. Die Kombination sorgt dafür, dass der Kunde die Inbetriebnahme ohne großen Aufwand vornehmen kann. „Er muss nur die Hardware in den Strom stecken“, erklärt Benoit.

Das Unternehmen hat heute 25 Mitarbeiter, den größten Teil stellen Ingenieure dar. „Für uns war Freiburg immer ein Standortvorteil“, sagt der CTO. Es gebe renommierte und große Forschungszentren für die Cleantech-Branche, z. B. das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme. „Es ist sehr einfach, extrem gut ausgebildete Leute zu finden, die sehr engagiert und idealistisch sind und so perfekt zu unserer Vision passen.“

 ENIT Agent
Plug-and-play: Der ENIT Agent erfasst die Energieverbräuche in Unternehmen.

Auch für den Markteintritt sei Baden-Württemberg ideal: Viele der mittelständischen Betriebe seien inhabergeführt: „Die sind für das Thema Energie offen, und das nicht nur aus Kostengründen, sondern aus Überzeugung“, schildert Benoit seine Erfahrungen.

Nachhaltigkeit und Profit

Die ersten beiden Jahre des Unternehmens verbrachten die Gründer damit, die Software robust und industrietauglich zu machen. 2016 dann konnte das Unternehmen an den Markt gehen. Seitdem haben die Freiburger über 200 Kunden gewonnen. Benoit ist stolz auf diesen Erfolg: „Beim Mittelstand funktioniert ganz viel über Vertrauen. Man muss erst mal Vertrauen gewinnen, das ist bei einer jungen Firma auch eine Herausforderung.“

Benoit sieht Monitoring aber nur als Einstieg für sein Unternehmen: „Viele Mittelständler wissen gar nicht, wie sich der Energiemarkt verändert hat.“ Da gehe es dann nicht nur darum, Verbräuche sichtbar zu machen, man wolle auch Alternativen aufzeigen: „Ein Kunde hat nach Auswertung der Daten eine Solaranlage installiert und spart so die Hälfte der bisherigen Stromkosten.“ Und das ist laut Benoit ein ganz großes Ziel des Unternehmens: „Wir wollen den Unternehmen datenbasiert zeigen, dass nachhaltige Energiesysteme auch profitabel sind.“

Oxygen Technologies: das Internet der Energie

Der Energiemarkt ist im Wandel: Statt wenige zentrale Großkraftwerke wird es in Zukunft eine Vielzahl kleinerer, dezentraler Energieerzeuger geben. Darunter viele bei kleinen und mittelständischen Unternehmen, z. B. Wärmepumpen oder Blockheizkraftwerke, aber auch viele in privater Hand. So gibt es heute schon über eine Million Haushalte in Deutschland, die eine eigene Photovoltaikanlage betreiben. Damit alle diese Kleinanlagen zu einer sicheren Energieversorgung beitragen können, müssen sie koordiniert werden. Dafür hat das Freiburger Unternehmen Oxygen Technologies die Software Plattform ELEMENTS entwickelt. „Unsere Kunden sind Stadtwerke und Energieversorgungsunternehmen“, erklärt Gregor Rohbogner, einer der Gründer und leitender Geschäftsführer. „Mit unserer Software können sie zum ersten Mal überhaupt messen, was in ihrem Kundenstamm passiert.“ Die Software von Oxygen Technologies soll den Versorgern ermöglichen, die Kleinanlagen wirtschaftlich in ihr Netz einzubinden.

Modular statt monolithisch

Oxygen überträgt die Idee vom „Internet der Dinge“ in den Energiemarkt: Kleinstcomputer, sogenannte Embedded Systems, steuern die Energieanlagen und lesen Daten aus. Eine Cloud-Software vernetzt dann alle Anlagen und führt die Daten zusammen. „So schaffen wir ein ‚Internet der Energie‘“, erklärt Rohbogner. Oxygen Technologies bleibt als Unternehmen dabei unsichtbar. „Der Endverbraucher oder die Endverbraucherin hat im Schaltstrang der Energieanlage einfach eine Steuerbox von uns.“ Die Module der Software seien sogenannte White Label-Lösungen: Die jeweiligen Energieversorgungsunternehmen gestalten die Software nach ihren individuellen Bedürfnissen. „Der Endverbraucher oder die Endverbraucherin öffnet einfach eine App, die dann minutengenau die erzeugte und die selbst verbrauchte Energie anzeigt“, so Rohbogner. Dieses Modul heißt ELEMENTS PEOPLE. Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter beim Energieversorger nutzen das Modul ELEMENTS MONITORING zur Auswertung der Daten. Auch individuelle Module sind möglich „Wir wollten keine monolithische Software, wir haben die Plattform von Anfang an modular erweiterbar programmiert“, erklärt Rohbogner. Das Konzept kommt bei den Energieversorgern an: Gerade konnten die Freiburger einen großen Schweizer Energieproduzenten als neuen Investor gewinnen.

Die vier Gründer von Oxygen Technologies
Die vier Gründer von Oxygen Technologies: (v. l.) Gregor Rohbogner, Manuel Maas, Florian Kaiser und Niklas Kreifels.

Nicht im Start-up hängen bleiben

Für die Zukunft wünscht sich Rohbogner ein „Green Valley“ in Baden-Württemberg: „Wir haben in Freiburg und ganz Baden-Württemberg so viele innovative Akteure in den Sektoren Energie und Digitalisierung. Wenn wir das alles richtig zusammenbringen, können wir hier ein ‚Green Valley‘ schaffen, also so was wie ein Silicon Valley für erneuerbare Energien.“ Dafür sei es aber auch wichtig, dass junge Unternehmen an Diskussionen von Tragweite beteiligt werden: mit Politik, mit Forschung und Wissenschaft und mit gestandenen Industrieunternehmen. „Man darf nicht im Start-up hängen bleiben“, fordert Rohbogner. Oxygen Technologies habe diesen Schritt auch schon vollzogen: „Wir sind ja kein Start-up mehr sondern ein junges Unternehmen.“

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