Hochtemperatur-Wärmespeicher
Schlüsseltechnologie für klimaneutrale Industrie: Speichert erneuerbare Energie als Prozesswärme bis 1000 °C und ersetzt fossile Brennstoffe.
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Technology Check
Definition und Wirk-/Funktionsprinzip
Bei Hochtemperatur-Wärmespeichern wird Energie in Form von Wärme gespeichert. Dabei können Temperaturniveaus zwischen 300-1000 °C erreicht werden. Es gibt vier verschiedene technische Ausführungen der Wärmespeicher:
- Bei den sogenannten sensiblen Wärmespeichern wird das Temperaturniveau eines Materials angehoben, typische Materialien sind Beton, Naturstein oder geschmolzenes Salz.
- Bei Latentwärmespeichern (PCM) wechselt das Material mit der Energieaufnahme den Aggregatzustand, wie Salze oder Metalllegierungen.
- Thermochemische Speicher speichern die Energie in reversiblen chemischen Reaktionen, wie Metalloxide. Sie sind jedoch auch von ihrem Entwicklungsstand eher als TRL 6 einzustufen.
- Als letzte Variante gibt es noch feststoffbasierte Speicher aus Keramik oder Schüttgut. Hier wird das Material elektrisch bis zu 1000 °C erhitzt.
SWOT analysis
What are the current strengths and weaknesses of the technology? What external developments (opportunities, risks) influence the technology?
Strengths
- Einsatz für industrielle Prozesswärme bis zu 1000 °C ohne CO2-Emission möglich
- Technologie ermöglicht hohe Speicherkapazität und Skalierbarkeit
- Robuste und langlebige Technologie
- Alternative zu fossilen Brennstoffen
Weaknesses
- Anfangsinvestitionen sind relativ hoch
- Wirkungsgrade sind bei Langzeitspeicherungen durch Wärmeverluste reduziert
- Großer Platzbedarf bei sensiblen Speichern durch geringe Energiedichte
- Technologisch anspruchsvoll durch Einsatz von Hochtemperaturtechnologie
Opportunities
- Integration von Sektorkopplungskonzepten als Power-to-Heat
- Ersatz von fossilen Brennstoffen in energieintensiven Branchen und Prozessen
- Kombination mit Abwärme, Energie- und Lastmanagement führt zu Steigerung des Nutzens
Threats
- Konkurrenz durch alternative Technologien, wie Wasserstofftechnologien
- Wirtschaftlichkeit hängt von Strompreis und -mix ab
- Regulatorische Anforderungen zu Netzentgelten unsicher
Erfolgsbeispiele
- In Baden-Württemberg umgesetzt: Hocheffiziente Wärme speichern: Das Projekt der Universität Stuttgart demonstriert innovative Hochtemperatur-Wärmespeicher, die industrielle Abwärme nutzbar machen und so Effizienz, Nachhaltigkeit und Energieeinsparung deutlich steigern.
Zum Erfolgsbeispiel - In Baden-Württemberg umgesetzt: Das KIT-Projekt zeigt, wie erneuerbare Energien mit Hochtemperatur-Speichern effizient gespeichert und bedarfsgerecht bereitgestellt werden.
Zum Erfolgsbeispiel - Ein Projekt im tesa-Werk in Hamburg hat einen thermischen Betonspeicher mit einer Kapazität von 40 MWh zum Ziel.
Zum Erfolgsbeispiel
