: Energie auf Abruf durch thermochemische Speicher

17.12.2015 – Während der Stromsektor in den letzten Jahren große Fortschritte hin zu einer nachhaltigen Versorgung gemacht hat, entwickelt sich der Wärmesektor diesbezüglich nur sehr langsam. Nach Meinung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) spielt jedoch gerade der Wärmesektor bei der Energiewende eine entscheidende Rolle. Die in Betrieb genommene Kalkspeicheranlage ist die Weiterentwicklung eines ersten Prototyps und kann Energie nun noch effizienter und kostengünstiger speichern.

Kalk bietet hierbei die Möglichkeit, Wärme durch eine endotherme Reaktion speichern zu können. Diese Reaktion setzt beim Erwärmen des Speichermaterials ab etwa 450 Grad Celsius ein, wodurch sich Calciumoxid bildet. Rund 20 Prozent werden hierbei in Form von fühlbarer (sensibler) Energie gespeichert, der Rest in chemischer Energie. Sensible Energie ist jedoch nur begrenzt speicherbar, da sie, je nach Wärmedämmung, langsam verloren geht. Die chemische Energie kann hingegen gezielt durch Wasserdampf freigesetzt werden.

Kalk optimal für Langzeitspeicher

Aufgrund des hohen Anteils von chemischer Energie eignet sich das Speichermaterial Kalk besonders gut als Langzeitspeicher. „Die thermochemische Wärmespeicherung mit Kalk ist eine interessante Alternative zu den bereits weiter entwickelten und genutzten Technologien im Bereich der Kraftwerkstechnik oder Prozesswärme“, erläutert Marc Linder, Fachgebietsleiter Thermochemischer Systeme in der Abteilung Thermische Prozesstechnik des Instituts Technische Thermodynamik. „Neben diesen Anwendungsfeldern sehen wir aber auch Potenziale für Kalkspeicher in der saisonalen Speicherung von Energie, zum Beispiel zur Unterstützung der Wärmeversorgung von privaten Haushalten."

Temperaturregelung sorgt für vielseitige Einsetzbarkeit

Die Forscher haben sich auch deshalb für Kalk als Speichermaterial entschieden, da die Anschaffungskosten sehr gering sind und der Stoff eine besonders hohe Energiedichte besitzt. Ein Vorteil der chemischen Speicherung liegt zudem in der Temperaturregelung innerhalb des Speichers. So ist es möglich, den Wasserdampf mit unterschiedlich hohem Druck in den gebrannten Kalk zu pressen. Erhöht man den Druck des Wasserdampfes, findet die Reaktion bei einer höheren Temperatur statt. Wird der Druck abgesenkt, reduziert sich auch die Temperatur der Reaktion. Insofern ist Kalk als Speichermaterial besonders vielseitig einsetzbar und bietet viel Potenzial, Energie effizienter zu nutzen und damit den Verbrauch von fossilen Energien zu senken. jk