Ökokraftwerk auf Eisenbasis: TUDa-Start-up setzt auf Rost-Kreislauf
30.04.2026 von Anja Störiko
Das TUDa-Spin-off Circular Metal Energy nutzt den Rost-Kreislauf von Eisen zur CO2-freien Energiegewinnung und will ab 2028 modulare Kraftwerke vermarkten.
CO2-frei, überall verfügbar, ungefährlich, recycelbar und effizient: Ein mit Eisenpulver befeuertes Kraftwerk könnte zur Energiewende beitragen. Das Start-up „Circular Metal Energy„ gewinnt und speichert Energie aus einem alltäglichen Vorgang: den Rost- und Entsrostungsprozess von Eisen. Rosten heißt nichts anderes als, dass Eisen mit Sauerstoff reagiert. Das passiert natürlicherweise, lässt sich aber auch über Verbrennung von Eisenstaub oder -spänen beschleunigen. Bei diesem Rostungsprozess – man könnte ihn fast als „Rösten“ bezeichnen – entsteht Energie in Form von Wärme, ähnlich wie bei der Verbrennung von Kohle. Diese Wärme lässt sich direkt in Wärmenetze einspeisen, kann aber auch als Dampf-Turbinen antreiben.
Der Reinzustand Eisen lässt sich wieder herstellen, indem der Sauerstoff mit Energieeinsatz wieder entzogen, also Rost zu Eisen verwandelt wird. Dieses Hin und Her von Eisen und Rost in einem „sauberen Kreislauf" lässt sich als Speicher grüner Energie nutzen: jederzeit einsetzbar zur Energiegewinnung aus Eisen (Oxidation) und zur Energiespeicherung im Rost (Reduktion). Die Vorteile dieses Prozesses: Es ist kein Kohlenstoff (C) beteiligt und damit entweicht auch kein CO2 aus den Kraftwerksschornsteinen. Zudem ist der Kreislauf fast vollständig reversibel; Rost und Eisen sind immer wieder zu verwenden.
Ein grüner Kreislauf aus Eisen und Rost
Diesen Energiekreislauf wollen Jonas Spielmann und Falko Marx vom Institut für Energiesysteme und Energietechnik der TUDa in ihrem Start-up „Circular Metal Energy„ nutzen: Sie bauen Kraftwerks-Module, die im Idealfall schon nächstes Jahr ans (Fernwärme-)Netz gehen könnten. Ähnlich wie im Kohlekraftwerk liefern sie aus Verbrennung von Eisenpulvern Energie. Anders als bei Kohle folgt anschließend kein langwieriger Rückgewinnungsprozess, denn dort müssen Pflanzen das entstehende CO2 über Photosynthese wieder in reinen Kohlenstoff umwandeln. Dem oxidierten Eisen – Rost – hingegen kann man den Sauerstoff mit Energieeinsatz einfach wieder entziehen. Ähnlich wie bei der Stahlherstellung aus Eisenerz entsteht so wieder reines Eisen. Die eingesetzte Energie geht dabei nicht verloren, sondern steckt nun im Eisen. Wird dafür Energie aus Sonne, Wind oder Wasser eingesetzt, ist der Prozess nachhaltig. „Hier arbeiten wir mit Partnern, die den Prozess für die grüne Stahlerzeugung entwickeln“, so Marx.
Für die Energiegewinnung aus Eisen hat das Fachgebiet kürzlich ein Patent eingereicht. Ihm wollen Marx und Spielmann nun Leben einhauchen und den Eisenprozess auf den Markt bringen. Falko Marx ist Forschungsgruppenleiter am Institut, hatte 2024 über Wirbelschichtverfahren promoviert und entwickelt diese Technologie nun weiter: „Meine Kompetenz ist der große Prozess, quasi die Hardware„. Jonas Spielmann promovierte letztes Jahr zu Oxidation und Reduktion von Eisen: „Wie muss das ideale Eisenpulver aussehen, und wie läuft der Prozess am effizientesten?“. Ihre Kompetenzen aus kleinteiliger Chemie und großer Technik ergänzen sich optimal, sind sich die Gründer einig. „Ich wollte schon immer etwas selbst starten – in Gesprächen ergab sich hier meine Chance: Los geht's!„, wagt Spielmann den Sprung von der Forschung in die Selbständigkeit. Derzeit suchen sie für ihr 2025 gegründetes Spin-Off des Metal Energy Hub der TUDa Finanzierungsmöglichkeiten. Sie haben sich für verschiedene öffentliche Förderprogramme beworben und warten gespannt auf baldige Zusagen. Bereits 2024 hatte das Forschungsprojekt Clean Circles den TU-Ideenwettbewerb gewonnen; letztes Jahr erhielt das Start-up einen Tech-Award von WLOUNGE, den „Tech-Oscar“ der Innovationsszene.
Die TUDa bietet das ideale Umfeld für die Umsetzung, davon sind die beiden überzeugt: „Als die Idee aufkam, habe ich als erstes mit dem Team von HIGHEST geredet, mich informiert und vernetzt, beraten lassen, Feedback eingeholt, ob das Produkt verkaufbar und finanzierbar ist„, sagt Marx. Zudem sei das Umfeld am Institut ideal: Mit Stolz zeigen der Ingenieur und der Chemiker ihre „großartige Spielweise unter sehr realen Bedingungen“: Wir gehen in eine große Fabrikhalle der TUDa, voller Maschinen und Geräte, haushoher Anlagen, Gerüste und Leitungen. „Nach den ersten erfolgreichen Experimenten im kleinen Maßstab von 2-5 Kilowatt wollen wir jetzt hier die Infrastruktur nutzen, um eine halbe Tonne Material pro Stunde umzusetzen„, so Marx. Er deutet auf große Säcke mit der entsprechenden Menge Eisenpulver, die sie im Kraftwerk der TUDa im kommenden Jahr verfeuern wollen. Eine Tonne wiegt jeder Sack – und lässt sich mit der Faust keinen Millimeter eindrücken. Jeder Kubikmeter liefert zehn Megawattstunden Energie; das würde etwa einen Haushalt ein Jahr lang mit Wärme versorgen. Wenn sich im TU-Kraftwerk alles bewährt wie bisher im Kleinmodell, ist das Ziel ein Kraftwerksmodul, das beispielsweise Stadtwerke nahtlos in ihr Fernwärmenetz eingliedern können. Jedes Modul könnte etwa 1000 Haushalte mit Fernwärme versorgen.
Langzeit-Energiespeicher in Modulbauweise
Der Standard-Reaktor soll sich wie ein Baukasten nach Kundenwunsch zwischen fünf und 30 Megawatt pro Stunde erweitern lassen. Diese Modul-Bausteine sind vorgefertigt, lassen sich schnell kombinieren, passen genau auf einen Standard-LKW und senken so die Kosten für Produktion, Transport und Aufbau. Hier kommt ein weiterer Vorteil von Eisen und Rost ins Spiel: Beide sind nicht giftig oder explosiv, daher leicht zu lagern und zu transportieren – zumal die Transportwege auf Schiffen, per Bahn und LKW etabliert und jederzeit verfügbar sind, was auch vernachlässigbare Versicherungskosten bedeutet. „Zudem ist Eisen das fünfthäufigste Element auf der Erde, also überall verfügbar; es entstehen keine lokalen Abhängigkeiten“, ergänzt Marx. Vor allem bietet das Metall eine dauerhafte, saubere und bezahlbare Speicherlösung, die unabhängig von Wind, Sonne oder fossilen Energieträgern ganzjährig und auch bei Dunkelflauten verfügbar ist. Auch der Platzbedarf ist um ein Vielfaches geringer als etwa für Batterien oder Wasserstoff-Lager, und daher ist selbst ein Innenstadt-Standort denkbar.
Für die Umsetzung der ersten Anlagenmodule haben die Gründer die nächsten 1,5 Jahre ins Auge gefasst. Seit Kurzem wird das Start-up von einem Ingenieur für Verbrennungstechnik und einem Wirtschaftsingenieur für die Geschäftsentwicklung verstärkt. Etwa zehn potenzielle Kunden oder Partner hat Circular Metal Energy bereits; mehrere Absichtserklärungen zur Zusammenarbeit sind unterzeichnet.
Nun gilt es, den Prozess in den Großmaßstab zu skalieren. In der Fabrikhalle stehen wir vor einem neun Meter hohen Metallzylinder, auf den ein vier Stockwerke hohes Gerüst führt. Dieser Testreaktor ermöglicht seit 2009 Energieversuche an der TUDa im Großmaßstab, z. B. mit Biomasse und Müll. Jetzt soll er auch Eisen zur Energiegewinnung verfeuern. Bis zu 850°C können bei der Verbrennung im Inneren entstehen; nach außen schützt eine 30 Zentimeter dicke Isolierung. Von unten pustet ein starkes Gebläse Luft – und damit Sauerstoff – in den von oben mit Eisenpulver befüllten Reaktor. Im Unterschied zu anderen Systemen benötigt das Darmstädter Verfahren keine Pilotflamme, sondern ermöglicht die selbst erhaltende Eisenverbrennung. Diese völlig von fossilen Energien unabhängige Technik hat das Team bereits 2025 zum Patent angemeldet. Im oberen Kesselteil trennt ein „Zyklon„ die Eisenpartikel von der Luft, transportiert diese ab und erwärmt in einem angeschlossenen Wärmetauscher Wasser, das anschließend im Wärmenetz an angeschlossene Gebäude weitergeleitet werden kann. Nach der erfolgreichen Erprobung und Optimierung wollen die Gründer ihre Module auf den Markt bringen, in bestehende Industrieanlagen integrieren und skalieren. So werden erneuerbare Energien für die Industrie über langfristige Lücken und Schwankungen hinweg regelbar.
Auf dem Weg zur Marktreife
Das Team von Circular Metal Energy ist überzeugt: Sicherheit, Kosteneffizienz, Speicherkapazität und die vorhandene Infrastruktur sowohl beim Transport als auch bei Anschlüssen an bestehende Kraftwerke und Wärmenetze sind unschlagbare Argument für das Eisen-Kraftwerks-Modul, das sie 2028 auf den Markt bringen wollen. „Bis 2045 könnten bis zu 15 Prozent des Fernwärmemarkts mit den Eisen-Modulen arbeiten“, zeigen sich die Gründer optimistisch. „Anders als bei Kohle ist die oxidierte, also „verbrannte„ Form von Eisen nicht gasförmig“, betont Marx den Vorteil ihres Systems: Bei der Energiegewinnung entsteht harmloser Rost, kein CO2.
