Wie können kosteneffiziente, nachhaltige und langlebige Lösungen für die Speicherung thermischer Energie in großem Maßstab aussehen? Um diese Frage geht es in den kommenden vier Jahren im TREASURE-Projekt: In enger Verbindung von Forschung und Praxis entwickelt darin ein europäisches Konsortium – darunter auch das Hamburg Institut – sichere und intelligente Systemintegrationskonzepte. Sieben Demonstrationsanlagen von Erdbecken-Wärmespeichern in fünf EU-Ländern sollen im Projektverlauf entstehen. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse stellen eine wichtige Grundlage dar, um den Weg für die beschleunigte Umsetzung von großen thermischen Energiespeichern zu ebnen und so zu vollständig erneuerbaren Fernwärmenetzen und industriellen Heizsystemen beizutragen.
Thermische Energiespeicher unverzichtbar für ein dekarbonisiertes Energiesystem
Der Green Deal der EU zielt auf ein vollständig dekarbonisiertes europäisches Energiesystem bis 2050. Um dies zu erreichen, braucht es Flexibilität, eine einfachere Kopplung der Energiesektoren (Wärme, Kälte, Strom) und eine Steigerung der Gesamteffizienz des Energiesystems.
Im Wärmesektor kann die Energienachfrage im Jahresverlauf je nach den klimatischen Bedingungen drastisch schwanken. Während die Nachfragespitzen in den kältesten Monaten des Winters auftreten, ist die Verfügbarkeit erneuerbarer Wärmequellen wie der Solarthermie in den warmen Sommermonaten am höchsten. Die meisten Abwärmeströme stehen dagegen das ganze Jahr über zur Verfügung. Um die zeitliche Diskrepanz zwischen Angebot und Nachfrage zu überbrücken und damit den Anteil der erneuerbaren Energien und der Abwärme im Wärmesektor zu maximieren, müssen große saisonale thermische Energiespeicher eine zentrale Rolle in Fernwärmenetzen spielen.
Das derzeitige Wissen über diese Anlagen beschränkt sich jedoch auf eine kleine Anzahl von Projekten, hauptsächlich in Dänemark, und basiert größtenteils auf der saisonalen Speicherung von überschüssiger Solarwärme. Die notwendige Einführung dieser Technologie im großen Stil wird nur möglich sein, wenn die vorhandenen Kenntnisse und Erfahrungen auf breiter Basis geteilt und weiterentwickelt werden.
Gebündelte Expertise: Projektteam umfasst 25 Partner
Zu diesem Zweck hat für das Projekt TREASURE ein umfangreiches Expert:innen-Konsortium aus insgesamt 25 Projektpartnern zusammengefunden: Es vereint (Energie)Unternehmen, Institutionen und Forschungseinrichtungen sowie Städte und Kommunen. Mit dabei ist auch die HIR Hamburg Institut Research gGmbH, die ihr Know-how zum Thema Wärmespeicher einbringen kann. Gemeinsam arbeitet das Projektteam an den folgenden drei Kernzielen:
- Die Lücke zwischen Forschung und Praxis schließen, indem robuste, sichere, kosteneffiziente und nachhaltige Lösungen für die Speicherung thermischer Energie für ganz Europa entwickelt werden
- Erarbeitung von sicheren und intelligenten PTES-Systemintegrationskonzepten (PTES kurz für „pit thermal energy storage“ – Erdbecken-Wärmespeicher) zur Optimierung des Anteils erneuerbarer Wärme in Fernwärmesystemen
- Erhöhung der Effektivität und der Reproduzierbarkeit bei der Umsetzung von Erdbecken-Wärmespeichern im Einklang mit den Prioritäten des European Green Deal
Innerhalb dieser Ziele wurden jeweils mehrere Arbeitspakete und Aufgaben definiert. Im Rahmen des Projekts wird die Realisierung von sieben Demonstrationsanlagen von Erdbecken-Wärmespeichern in fünf verschiedenen EU-Ländern angestrebt – mit dem übergeordneten Ziel, Komponenten, Prozesse und Verfahren zu verbessern und einen neuen Standard bei der Umsetzung dieser Speichersysteme zu schaffen.
Ansprechpartner beim Hamburg Institut:
Dr. Nikolai Strodel
Dr. Tobias Zimmermann
