Von der elektronischen Armbanduhr über das LCD-Display bis hin zum nachtflugfähigen Solarflugzeug: Ungezählte Erfindungen wurden in der Schweiz ausgetüftelt. Unsere Nachbarin gilt zu Recht als Land der Forscher und Erfinder: Nirgends auf der Welt werden mehr Patente angemeldet als in dem Alpenstaat. Auf tausend Einwohner fallen knapp fünf solcher Schutzrechte. Dank der starken Hochschullandschaft entstehen jedes Jahr zahlreiche Spin-offs – eigenständige Unternehmen, die Forschungs- und Entwicklungsergebnisse extern weitertreiben und kommerzialisieren. Und die Innovationskraft der Schweiz ist ungebrochen. WiWo Green stellt Ihnen fünf Schweizer Cleantech-Startups vor, von denen wir noch Einiges hören werden.
greenTEG: Strom aus TemperaturdifferenzenWie kann die Abwärme von Maschinen und Motoren zur Stromproduktion genutzt oder Sensoren in der Gebäudetechnik energieautonom betrieben werden? Ganz einfach: Mit thermoelektrischen Generatoren, kurz TEGs. Diese nutzen bereits kleine Temperaturunterschiede zwischen Wärmequelle und Umgebungstemperatur zur emissionsfreien Stromproduktion. Was auf den ersten Blick zu schön wirkt, um wahr zu sein, ist es momentan auch noch: Die bisher angewandten Produktionsmethoden beruhen auf viel Handarbeit sowie kostenintensiven Prozesstechnologien bei gleichzeitig hohen Materialverlusten – und sind damit für viele Anwendungen schlicht zu teuer.
greenTEG , ein Spin-off der ETH Zürich, arbeitet seit 2009 intensiv daran, die vielversprechende Technologie der thermoelektrischen Generatoren zur Marktreife zu bringen – auch bei anspruchsvollen Niedrigtemperaturanwendungen. Denn während die Industrie Abwärme bei Temperaturen über 250 Grad aus Effizienz- und Kostenüberlegungen zunehmend zu nutzen beginnt, verpufft bei niedrigen Temperaturen noch immer viel zu viel Energie. Nun haben die vier innovativen greenTEG-Gründer Wulf Glatz, Etienne Schwyter, Peter Stein und Lukas Durrer mit ihrem Team aus den unterschiedlichsten wissenschaftlichen Disziplinen ein verbessertes TEG-Produktionsverfahren entwickelt.
Damit soll es in Zukunft gelingen, dünne und flexible TEGs in beliebiger Form kostengünstig herzustellen. Sogar bei Temperaturdifferenzen von unter zehn Grad kann die neue Generation von TEGs Strom generieren. Das bedeutet: Mit der bloßen Körperwärme können in Zukunft Uhren oder Gehörgeräte betrieben und sogar Akkus geladen werden. Auch in der Fahrzeug- und Gebäudetechnik sowie im Maschinenbau sollen die flexiblen greenTEG-Module gezielt Temperaturunterschiede bei Produktionsmaschinen, Auspuffen und Heizungen zur Stromproduktion nutzen und dadurch Sensoren oder Hilfsfunktionen energieautonom machen. Bereits 2014 soll die neue Generation von TEGs kommerziell verfügbar sein.
Aufbauend auf derselben Basistechnologie hat greenTEG Ende 2012 sein erstes Produkt – einen Wärmeflusssensor – auf den Markt gebracht. Dieser kann präzise und schnell die Wärmestromdichte von Materialien, die Energieeffizienz in Gebäuden sowie elektromagnetische Wellen messen – Ergebnisse, die sowohl bei Unternehmen als auch in der Forschung sehr gefragt ist, um Produkte und Verfahren so zu gestalten, das sie weniger Energie benötigen. Dank des innovativen, halbautomatischen Produktionsverfahren kann greenTEG die Sensoren auch auf Mass anfertigen – je nach individuellen Kundenbedürfnissen und Verwendungszweck.
Enairys: Mit Druckluft erneuerbare Energien speichernErneuerbare Energie soll im Winter wie im Sommer, tagsüber wie nachts, sowie bei Sonne, Wolken, Wind und Flaute verfügbar sein. Deshalb ist die gezielte Speicherung von dezentral produzierter, erneuerbarer Energie eine Grundvoraussetzung für die Energiewende. Nur so kann das unstete Energieangebot aus Sonne und Wind geglättet und bedarfsgerecht genutzt werden.
Genau damit beschäftigt sich das 2008 gegründete Startup Enairys Powertech: Das Spin-off der EPFL, des Lausanner Pendants der ETH Zürich, entwickelt unter der Leitung des Elektroingenieurs Sylvain Lemofouet eine innovative Lösung, um Energie in Form von Druckluft zu speichern. Im Prinzip funktioniert ein Druckluftspeicher ähnlich wie ein Pumpspeicherkraftwerk – doch statt Wasser hochzupumpen und für die Energieerzeugung zu lagern wird bei einem pneumatischen Speicher Luft komprimiert. Bei Bedarf kann die gespeicherte Energie abgerufen werden, um einen Stromgenerator anzutreiben. Beim hydropneumatischen Energiespeicher HyPES von Enairys wird zusätzlich Wasser eingesetzt, um die Wärmeverluste beim Komprimieren der Luft auszugleichen: Das Wasser nimmt die Wärme auf und gibt sie bei der Umwandlung der Druckluft in Strom wieder ab. Dadurch wird die Energiespeicherung deutlich effizienter.
Im grössten Schweizer Sonnenkraftwerk und Forschungszentrum Mont-Soleil wird zurzeit ein Pilotprojekt in Zusammenarbeit mit der Elektrizitätsgesellschaft BKW durchgeführt, um das HyPES-System unter realen Betriebsbedingungen zu testen.
Bcomp: Naturfasern statt Fasern aus Aluminium, Kohle und Glas„Hightech-Werkstoffe aus Naturfasern“ – so lässt sich die innovative Geschäfsidee des 2011 gegründeten Startups Bcomp aus dem schweizerischen Freiburg zusammenfassen. Indem bei Werkstoffverbunden die Bestandteile aus Aluminium, Kohle oder Glas durch nachwachsende Rohstoffe wie Flachs ersetzt werden, entstehen nachhaltigere und gleichzeitig effizientere Materialien – sowohl was Gewicht und Stabilität als auch Dämpfungseigenschaften und Dämmung anbelangt.
Im Sportfachhandel stößt das von vier leidenschaftlichen Sportlern gegründete Jungunternehmen auf reges Interesse: Dank Bcomp-Materialien werden Skier um bis zu einen Drittel leichter und federn zudem Vibrationen besser ab. Verschiedene Ski-Hersteller wie beispielsweise Stöckli, Faction und Movement produzieren zurzeit Skier mit Bcomp-Kernen aus Naturfasern. Auch für Velosattel sowie Ski- und Wanderstöcke werden Bcomp-Materialien bereits verwendet.
Etablierte Unternehmen haben das Potenzial von Bcomp früh erkannt. So kooperierte beispielsweise 3A Composites – Weltmarktführer für Sandwich-Verbundstoffe – bereits anderthalb Jahre nach der Gründung mit dem innovativen Startup. Gemeinsam arbeiten die Unternehmen an Flachs-verstärkten Materialien. Daneben arbeitet Bcomp auch mit verschiedenen spezialisierten Hochschulen und weiteren Unternehmen zusammen, um den Herstellungsprozess bestehender Technologien zu optimieren und kundenspezifische Projekte umzusetzen.
Dank dem nachhaltigen Ansatz und den ermöglichten Gewichtseinsparungen könnten Bcomp-Materialien in weiteren Bereichen wie der Elektromobilität zukünftig eine wichtige Rolle spielen. Weitere Anwendungsfelder sieht das Startup im Schiffsbau, in der Robotik sowie in der Innenarchitektur.
Agile Wind Power: Alternative WindkraftanlagenHeute verbindet man mit einer Windkraftanlage einen hohen Turm und drei große, rasant drehende Rotorblätter. Das Dübendorfer Startup Agile Wind Power arbeitet daran, dieses klassische Bild durch eine neue Generation von vertikal rotierenden Windturbinen zu verändern.
Vertikale Windturbinen sind an sich nichts Neues – allerdings funktionieren die bisher auf dem Markt angebotenen Turbinen nach einem anderen Antriebssystem, welches nur für Kleinanlagen mit einer Stromproduktion von bis zu etwa 50 Kilowatt geeignet ist. Der gelernte Elektroniker Patrick Richter und sein Schwiegervater, der Maschinenbauingenieur Karl Bahnmüller, haben nach einer bestätigten Machbarkeitsstudie 2010 die Agile Wind Power AG ins Leben gerufen. Mit einem Ingenieursteam sowie Hochschulkooperationen arbeiten sie daran, vertikale Gross-Windanlagen zur Marktreife zu bringen. Das Ziel: Höhere Stromproduktion zu tieferen Kosten auf kleinerem Raum.
Anstelle eines einzelnen Rotors werden bei der Agile-Turbine drei Turbinen vertikal übereinander angeordnet. Dadurch ergeben sich Vorteile wie eine höhere Leistungsausbeute, eine ruhige Rotation mit gutem Sturmverhalten und keine Gefahr für Vögel. Eine Agile-Turbine kann Wind zudem in unterschiedlichen Höhen und unabhängig von der Windrichtung in Strom umwandeln – eine aufwändige Windausrichtung wird damit hinfällig. Das Startup rechnet im Vergleich zu bestehenden Anlagen mit einem Kostenvorteil von einem Drittel: Die Agile-Turbinen können bis auf wenige Ausnahmen mit handelsüblichen Bauteilen hergestellt und auch in schwierigem Gelände montiert werden (Baukastensystem). Zudem können die Unterhaltskosten dank dem Maschinenhaus am Boden minimiert werden.
Im November 2012 wurde in Chur eine erste Agile-Prototyp-Anlage in Betrieb genommen, deren Leistungsergebnisse demnächst vorliegen werden. Die ersten marktreifen Modelle sollen ab 2015 verfügbar sein und eine Nennleistung von 0.5 Megawatt aufweisen.
Kandou: Green ITJeder kennt das Problem: Hochauflösende Bildschirme und die ständige Internetverbindung von Smartphones, Tablets, Notebooks & Co. verbrauchen enorm viel Strom und leeren in kürzester Zeit die Akkus. Die tausendste Erfindung „Kandou“ der Lausanner Universität EPFL nimmt sich dieser Problematik an: Ein mathematischer Algorithmus macht elektronische Geräte kleiner, schneller, leistungsfähiger und energieeffizienter. Dank einem neuen Sendeempfänger können Computerprozessoren schneller und effizienter mit ihrer Peripherie kommunizieren und verbrauchen bei einer viermal höheren Geschwindigkeit nur noch halb so viel Energie. In Zukunft kann die Kandou-Technik als Standard für jegliche elektrischen Geräte dienen – von der Computern über Servern bis hin zu Spielkonsolen, Router und Grafikkarten.
Mit EPFL-Professor Amin Shokrollahi verfügt das 2011 gegründete Green-IT-Startup und EPFL-Spin-off Kandou über einen renommierten Gründer und CEO: Der Spezialist im Bereich der Informationstechnologie hat in seiner bisherigen Laufbahn über fünfzig Patente erworben und über 100 Publikationen veröffentlicht. Unterstützt wurde er bei der Entwicklung von Kandou durch Harm Cronie vom Labor für algorithmische Mathematik der EPFL.
Bereits der Name „Kandou“ – was auf Farsi so viel wie „Bienenstock“ bedeutet – sagt viel über das Startup aus: Die Technik ist hochkomplex, beruht auf optimal abgestimmten Lösungen zur energieeffizienten Datenübertragung und benötigt die Expertise von verschiedensten Fachleuten. Das Kandou-Team ist für 110 Patente verantwortlich, hat hundert Produkte kollektiv erarbeitet und sechzig internationale Standards für ihre Entwicklungen berücksichtigt, welche Millionen von elektronischen Geräten abdecken.
Weltweit sind Investoren vom Erfolgspotenzial Kandous überzeugt: Im Jahr 2012 konnte das Unternehmen eine zehn Millionen US-Dollar Series-A-Finanzierung abschliessen. Zurzeit verhandelt das Startup mit internationalen Großkonzernen, welche an der Kandou-Technik interessiert sind.
