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Neue Technik für thermische Energiespeicher im Fokus

Quelle: Foto: Messe Düsseldorf, Constanze Tillmann

Innovationen rund um thermische Energiespeicher stehen im Fokus der ENERGY STORAGE EUROPE vom 16. bis zum 18. März 2021 in Düsseldorf. Dies teilte der Messeveranstalter im August 2020 mit. Auf den Konferenzen und der parallel stattfindenden Fachmesse zeigen etablierte Unternehmen und internationale Technologie-Start-Ups in einem – aufgrund der Nachfrage extra eingerichteten – Sonderbereich ihre Lösungen und Produkte. Anwender erhalten einen umfassenden Überblick zu neuesten Speicherlösungen, die Produktionsprozesse effizienter machen.

“Bei den Technologien zur Speicherung von Wärmeenergie gibt es eine Reihe bemerkenswerter Innovationen. So können Super-Vakuum-Isolierungen die Isolierungsdicke bei Temperaturen von über 300°C um über 90 Prozent reduzieren. Dieser Innovationsschub sorgt auch für Bewegung im Markt: Allein innerhalb der letzten zwei Jahre hat sich die Zahl der Wärmespeicherunternehmen innerhalb des Bundesverbandes Energiespeicher verdoppelt”, sagt Dr. Andreas Hauer, Bereichsleiter Energiespeicherung beim Bayerischen Zentrum für Angewandte Energieforschung (ZAE).

Neue Materialien

Zu den aktuellen Forschungs- und Entwicklungsgebieten zählen neue Verbund- und Sorptionsmaterialien. So werden etwa metallorganische Gerüstverbindungen aber auch chemische Reaktionen wie Magnesium-Oxid-Wasser- oder Strontium-Bromid-Wasser-Reaktionen bei Temperaturen zwischen 200 und 400 °C und 30 bis 90 °C hinsichtlich der Verarbeitbarkeit und neuer geeigneter Anwendungen untersucht.

Bei Phasenwechselmaterialien sind neben Paraffinen und Salzhydraten neue Klassen wie Zuckeralkohole, Polymere und Fettsäuren Gegenstand der Forschung, um anwendungsorientierte Temperaturbereiche abzudecken. Solche Latentwärmespeicher können auch dazu beitragen, Stromspeicher zu optimieren. In einem Lithium-Ionen-Speichercontainer vermeiden sie beispielsweise vorzeitige Alterungsprozesse durch Überhitzung der Batterie. Die Schmelztemperatur des Speichermaterials legt dabei fest, welche Temperatur im Container herrschen soll. Ein dementsprechendes Projekt setzte die TU München in Zusammenarbeit mit dem ZAE Bayern um.

Neue Komponenten-Designs

Anwendungsfelder wie die Abwärmenutzung in der Industrie oder die flexible Sektorkopplung bedingen neue Temperaturbereiche für den Betrieb von thermischen Energiespeicherlösungen. Hier bietet die Nutzung von regenerativem Strom die Möglichkeit, sehr hohe Temperaturen von bis zu 1000 °C zu erzeugen und zu speichern. Da herkömmliche Lösungen sich nicht für diese hohen Temperaturbereiche eignen, sind neue Speichermaterialien und -komponenten gefragt.

Power-to-Heat für thermische Energiespeicher

Auch Power-to-Heat-to-Power-Systeme, sogenannte Carnot-Batterien, entwickeln sich zu einer zusätzlichen Anwendung für thermische Energiespeicher. Industriell können Hochtemperatur-Wärmespeicher zum Beispiel in Gießereien eingesetzt werden und dort die Energieeffizienz steigern. In einem laufenden Projekt wird etwa die Abwärme eines Kupolofens auf einem Temperaturniveau von über 200°C gespeichert. Diese wird anschließend für Trockungs- und Vorwärmeprozesse genutzt, die auch dann anfallen, wenn der Ofen nicht in Betrieb ist. Als Speichermedien dienen kostengünstiges Gestein und Thermalöl, das auch als Wärmeträgerfluid fungiert und Wärme vom Ofen in den Speicher transportiert.

Die ENERGY STORAGE EUROPE gilt als die Leitmesse für die globale Energiespeicherindustrie. Die parallelen internationalen Fachkonferenzen umfassen das weltgrößte Konferenzprogramm zu allen Energiespeicher-Technologien. Dazu gehören die 9. ENERGY STORAGE EUROPE Conference (ESE) der Messe Düsseldorf und die 14. International Renewable Energy Storage Conference (IRES) von EUROSOLAR e.V.