Längst nicht jede Idee hat die Durchschlagskraft, den Markt zu verändern und ein Unternehmen hervorzubringen, das mit über eine Milliarde Euro bewertet wird – ein »Unicorn«. Die Idee, Brennstoffzellen-Stacks zu entwickeln und zu produzieren, hatte diese Kraft. Eine Geschichte voller entscheidender Momente und Wendepunkte, die vor 24 Jahren begann und mittlerweile eine enorme Wirkung nach sich zieht.
»Der Erfolg einer Ausgründung hängt ganz zentral an Personen, der Kultur und Zusammenarbeit im Team«, sagt Dr. Christian Wunderlich. Und er muss es wissen: Schließlich war er 2005 an der Gründung des Spin-off staxera beteiligt und brachte sie als Geschäftsführer an die Spitze der Stack-Herstellung – mittlerweile ist er stellvertretender Institutsleiter des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS. Zudem ist der Erfolg, natürlich, an eine zündende Idee gekoppelt. Beides war gegeben, als sich 2002 der erste Keim des heutigen Cleantech-Champions Sunfire bildete. Ein Unternehmen, das sich auf die Produktion von Elektrolyseuren zur industriellen Produktion von grünem Wasserstoff spezialisiert hat und heute zur Weltspitze gehört.
Die Weichen wurden früh gestellt
Wie so oft begann alles mit Neugier, Offenheit, einer Prise Mut und einem konkreten Entschluss. »Auf der Suche nach neuen Geschäftsfeldern bin ich vor 24 Jahren auf die Brennstoffzellen-Thematik gestoßen«, erinnert sich Prof. Dr. Alexander Michaelis, heute Institutsleiter des Fraunhofer IKTS, damals beim Unternehmen H.C. Starck GmbH fürs Business Development zuständig. »Eine Thematik, die wir nicht ignorieren wollten. Es stellte sich die Frage: Welche Aktivitäten sind so weit, dass sie für eine Ausgründung taugen?« Fündig wurde Michaelis am Energy Research Centre of the Netherlands, kurz ECN, in Petten – und zwar in Form von Komponenten für Hochtemperatur-Brennstoffzellen. Kurzerhand entwickelte er einen Businessplan und legte diesen der Geschäftsleitung der H.C. Starck vor, was in der Gründung der INDEC BV mit Sitz im niederländischen Petten mündete, mit Michaelis als Geschäftsführer in Nebentätigkeit.
Doch stellte es sich als schwierig heraus, Komponenten für Brennstoffzellen auf dem Markt zu platzieren. »Es war vielmehr ein weiterer Schritt gefragt, genauer gesagt die Entwicklung ganzer Stacks: Stapel aus mehreren hundert in Reihe geschalteten Brennstoffzellen. Als Partner für die Stack-Entwicklung holten wir 2003 das Fraunhofer IKTS sowie die Webasto SE, den damaligen Marktführer für Standheizungen, ins Boot«, erzählt Michaelis. Hier kreuzten sich erstmals die Wege von Michaelis und Wunderlich, damals bei der Webasto AG tätig. »Wir haben beim Fraunhofer IKTS ein Industrieprojekt beauftragt – ein Drei-Millionen-Projekt über eine Laufzeit von zweieinhalb Jahren – um einen funktionierenden Brennstoffzellen-Stack zu entwickeln. Ein Meilenstein, der erfolgreich erreicht wurde«, bestätigt Wunderlich aus seiner Sicht. Zugleich zeigten sich weitere Entwicklungsspielräume. »Es kristallisierte sich heraus, dass wir ständig nebeneinandersitzen müssten, um die Entwicklung richtig voranzutreiben«, resümiert er.
Aus der Notwendigkeit heraus: Gründung von staxera
Unter anderem diese Erkenntnis war es, die 2005 zum nächsten logischen Schritt führte: Der Gründung des Joint Ventures staxera durch die Firmen Webasto und H.C. Starck, die jeweils 50 Prozent der Anteile besaßen. »Der entscheidende Moment war der Technologie-Meilenstein des ersten Brennstoffzellen-Stacks sowie die Notwendigkeit, einen Hersteller dafür zu finden. Weder Webasto noch H.C. Starck kamen in Frage, wodurch die Notwendigkeit für die Ausgründung entstand«, fasst Wunderlich zusammen. »Natürlich war das kein Moment im Sinne von Sekunden, vielmehr wurde der Gedanke in den Unternehmen über Monate diskutiert.«
Den Ausschlag gab das bereits vorhandene gegenseitige Vertrauen, das im vorangegangenen Industrieprojekt aufgebaut wurde. »Umfangreiche Verträge gab es nicht. Zu den IP-Rechten gab es einen einseitigen Letter-of-Interest des Institutsleiters, damals bereits Alexander Michaelis, und zwei Zeilen im Angebot, das als Grundlage des Auftrags diente«, schmunzelt Wunderlich. In einem Kooperationsmodell, das heute als »joint lab-Ansatz« bezeichnet würde, nutzte das frischgebackene Unternehmen staxera die Räumlichkeiten und die Labore des Fraunhofer IKTS. Michaelis sieht den Kern des Erfolgs vor allem in dieser räumlichen Nähe: »Die Entwicklungen des Fraunhofer IKTS wurden direkt transferiert, was staxera zunehmend unabhängig werden ließ.«
Inhaltlich drehte sich bei staxera alles um die disruptive Entwicklung von Brennstoffzellen-Stacks – Produkt und Alleinstellungsmerkmal gleichermaßen. Die Entwicklungsziele waren sehr hoch gesteckt und reichten zehn Jahre in die Zukunft. Im Zusammenspiel zwischen den Fraunhofer-Forschenden, die materialtechnische Herausforderungen bei den Komponenten exakt verstanden, und den staxera-Mitarbeitenden, die neue Designansätze aus der Sicht der industriellen Massenfertigung einbrachten, entstanden wichtige Innovationen. Dazu zählen die Kombination einer elektrolytgestützten Zelle auf der Basis von 3YSZ-Elektrolyten mit einem ferritischen Interkonnektor, das Design der offenen Kathode oder das thermisch isolierte und verspannte Stackmodul mit seinen einfachen Schnittstellen.
Das Team konnte bezüglich Lebensdauer, Zyklenfestigkeit und thermischem Management eines solchen Stacks schnell Ergebnisse auf entsprechenden Fachkonferenzen berichten – dort wurde zunehmend deutlich, um welch relevante Entwicklung es sich handelte. »Während die Konkurrenz noch an den Stacks bastelte, brachte staxera sie bereits auf den Markt. Der Ansatz, schnell mit einem beta-Produkt an den Markt zu gehen, erwies sich als goldrichtig«, begeistert sich Wunderlich. Hilfreich dabei war unter anderem der Pilotkunde Vaillant AG, der vertraglich gebunden werden konnte, um ein erfolgreiches Serienprodukt zu entwickeln.
Rezept für den Erfolg: Zusammenarbeit, Mut und guter Vertrieb
Eine bedeutende Rolle beim Erfolg spielte auch der menschliche Faktor, kurzum das interdisziplinäre Team. So ermöglichte die Kombination aus Versuchstechnik und Simulationen sehr schnelle Design-Iterationen – Konstruktionen konnten also zügig aufgebaut, verändert, verworfen, neu entwickelt werden. »Neben dem diversen staxera-Team und den beteiligten Forschenden des Fraunhofer IKTS waren mutige und entscheidungsfreudige Geschäftsführer und Vorstände bei H.C. Starck und Webasto entscheidend für die Unternehmensgründung und den Erfolg«, bekräftigt Wunderlich. Zudem öffnete ein Vertriebsmitarbeiter der H.C. Starck in Japan zahlreiche Türen, ein staxera-Mitarbeiter aus Australien übernahm die Rolle des Vertriebschefs und machte den staxera-Mitarbeitenden den Vertrieb schmackhaft. Das Ergebnis waren signifikante Umsätze im deutschen wie im internationalen Raum, etwa in Korea und Japan – wenn auch nach wie vor mit kleinen Stückzahlen.
Überlebenskampf im »Tal des Todes«
Nun verläuft kaum ein Weg glatt und reibungslos. So auch nicht der Weg der staxera. So erwies sich die von Webasto favorisierte automobile Anwendung als schwierig, die Leistungsdichte des Systems reichte schlichtweg nicht aus. Webasto suchte daher den Ausstieg, zeitgleich wurde die H.C. Starck von der Bayer AG an einen Finanzinvestor verkauft. »Vielleicht sind wir bei staxera mit diesem Investor aus heutiger Sicht nicht richtig umgegangen – wir hätten wahrscheinlich eine ganz große finanzielle Story daraus machen müssen, damit er Geld investiert hätte«, gibt Wunderlich zu bedenken.
Das technologische Potenzial war nach wie vor groß, wenn auch nicht für die automobile Anwendung, so doch für die stationäre, bei der aus Strom Wasserstoff produziert wird. Allerdings sorgten die Kostenziele für Hürden: Um diese zu erreichen, hätten große Stückzahlen vom Band laufen müssen. Dafür wiederum wären große Investitionen in die Fertigungstechnik nötig gewesen – entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Und: Es brauchte einen Markt, der die großen Stückzahlen aufnimmt. »In diesem Tal des Todes stellt sich stets die Henne-Ei-Frage: Braucht es zuerst die große Stückzahl samt den niedrigen Kosten oder den Markt, der das zu diesen niedrigen Kosten aufnimmt?«, erläutert Wunderlich. »Zwar wurde unser Produkt und dessen Entwicklung von allen Seiten gelobt, doch wie wir das finanziell auf die Straße kriegen, konnte uns niemand sagen.«
2011 fand Webasto mit Christian von Olshausen, Nils Aldag und Carl Berninghausen externe Partner. Sie hatten kurz zuvor die Sunfire GmbH gegründet und das Potenzial der Elektrolyse frühzeitig erkannt. Für die eigene Produktentwicklung erwarben sie die staxera-Anteile und investierten in die Zukunft des Unternehmens. Ihre Vision war die einer Welt ohne fossile Energie, eröffnet durch Elektrolysetechnologien und synthetische Kraftstoffe. Die Technologie der Brennstoffzellen-Stacks war dafür wie geschaffen. »staxera war also so etwas wie der Kristallisationskeim, der technologische Startpunkt«, fasst Wunderlich zusammen, der nach dem Verkauf von staxera ans Fraunhofer IKTS wechselte. Auch im Zuge weiterer Akquisitionen übernahm Sunfire Technologien und entwickelte sie geschickt weiter.
Unerlässlich für die Energiewende und die Transformation der chemischen Industrie
Die Technologie hat in den vergangenen Jahren bedeutende technologische Weiterentwicklungen durchlaufen. Dafür verabschiedete sich das Unternehmen von dem ursprünglich auf Brennstoffzellen-basierenden Design. Mit Entlassung des Brennstoffzellengeschäfts in die Eigenständigkeit im Jahr 2024 schärfte Sunfire seinen strategischen Fokus weiter und setzt nunmehr auf zwei technologische Standbeine – die Druck-Alkali-Elektrolyse und die SOEC-basierte Hochtemperatur-Elektrolyse. Mit der SOEC-Technologie beantwortet Sunfire die Frage, wie das Ausnutzen von Synergien im industriellen Umfeld zu einer größtmöglichen Effizienz führen kann. Wie Sunfire nachweisen konnte, lässt sich Wasserstoff in Raffinerien, Chemieanlagen oder Stahlwerken deutlich effizienter erzeugen, wenn sich anfallender Dampf und Abwärme für die Wasserstofferzeugung nutzen lassen. Die Hochtemperaturelektrolyse ist dadurch etwa 30 Prozent effizienter als die Wettbewerbstechnologien: Es ist also 30 Prozent weniger Strom nötig, um die gleiche Menge grünen Wasserstoff herzustellen. Interessant ist das Verfahren auch zur Herstellung von Ammoniak und dem Dünger Nitrat – üblicherweise aus Erdöl produziert. »Das Verfahren ist optimal geeignet, um die chemische Industrie zu transformieren und unabhängig vom Erdgas aus anderen Ländern zu werden«, ist sich Michaelis sicher. »Ohne Elektrolyse-Stacks wird die Energiewende nicht funktionieren, ebenso wenig wie die Transformation der chemischen Industrie. Sunfire ist eine großartige Firma, die sich sehr positiv entwickelt hat.« Mit dieser Einschätzung steht er keineswegs alleine da: Unter anderem hat das Dresdner Unternehmen vom Energieriesen RWE den Auftrag erhalten, einen 100-Megawatt-Alkali-Elektrolyseur für den Wasserstoffstandort Lingen zu produzieren. Und auch in Finnland, den Niederlanden und Spanien kommen die Elektrolyseure von Sunfire zum Einsatz. Zudem demonstriert das Unternehmen derzeit die Reife und Skalierbarkeit seiner SOEC-Technologie im industriellen Maßstab. Kurzum: Sunfire hat die Fragen der Zeit erkannt und sich mittlerweile zu einem weltweit führenden Cleantech-Champion entwickelt.