Speicherinitiative – Bericht Phase1
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II Technologische Verfügbarkeit<br />
von Wärme-/Kältespeichern<br />
Viele Speichertechnologien sind technisch ausgereift<br />
und werden bereits seit vielen Jahren am<br />
Markt eingesetzt, wie Kleinwasserspeicher, Speichereinsatz<br />
bei KWK-Anlagen, Bauteilaktivierung,<br />
Power-to-Heat, Großwasserspeicher bis 2.000 MWh<br />
und Eisspeicher. Einige neue Technologien befinden<br />
sich in Entwicklung, wie Hochtemperatur-Feststoffspeicher,<br />
große Erdsonden-Felder, mobile Speicher,<br />
sensible Flüssigkeitsspeicher, Großspeicher bis<br />
200.000 MWh, Phasenwechselspeicher (PCM) und<br />
thermochemische Speicher (TCM).<br />
In den nächsten Jahren besteht folgender Entwicklungsbedarf<br />
bei Wärme-/Kältespeichern:<br />
• Hochtemperatur-Feststoffspeicher über 500°C<br />
befinden sich im Prototypenstadium. Sie ermöglichen<br />
hohe Wärmeleistungen von bis zu<br />
100 MW, der Wirkungsgrad liegt bei 70 bis 80<br />
Prozent. Verschiedene heimische Anlagenbauer<br />
beschäftigen sich in F&E-Projekten mit der<br />
Weiterentwicklung der Technologie.<br />
• Großspeicher bis 200 GWh brauchen praxisnahe<br />
Weiterentwicklung, die technische Machbarkeit<br />
ist in Studien grundsätzlich nachgewiesen.<br />
Mit Wärmeleistungen bis 500 MW und<br />
geringen Verlusten von unter drei Prozent pro<br />
Monat eignen sich Großspeicher sehr gut als<br />
Langzeitspeicher. In Österreich gibt es nur<br />
einen Anbieter mit Erfahrung bei thermischen<br />
Großspeichern.<br />
• Adsorptionsspeicher brauchen technologische<br />
Weiterentwicklung, die technische Machbarkeit<br />
im Labormassstab ist nachgewiesen. Da die<br />
Selbstentladung des Speichers praktisch null<br />
ist, eignet er sich gut als Langzeitspeicher in<br />
Gebäuden.<br />
• Speicher mit Phasenwechselmaterial (PCM)<br />
befinden sich im Entwicklungs- bis Demonstrationsstadium.<br />
Die Problemstellungen betreffen<br />
Materialeigenschaften sowie die optimale<br />
Wärmeübertragung im Speicher. Speicher mit<br />
organischen Materialien (z.B. Zuckeralkohole,<br />
Paraffine) können nahezu 100% Wirkungsgrad<br />
erreichen und könnten in Zukunft mit einem<br />
sehr hohen Anteil inländischer Wertschöpfung<br />
produziert werden.<br />
• Thermochemische Speicher (TCM) brauchen<br />
technologische Weiterentwicklung, die technische<br />
Machbarkeit im Labormassstab ist nachgewiesen.<br />
Wegen der hohen Leistungsdichte sind<br />
sie ein möglicher zukünftiger Schlüssel für die<br />
Saisonspeicherung in Gebäuden.<br />
Der Einsatz von Speichern reicht vom Ausgleich<br />
kurzfristiger Lastschwankungen bei Industrieprozessen<br />
bis zum saisonalen Energieausgleich in<br />
Wärmenetzen. Dementsprechend unterschiedlich<br />
sind die technischen Anforderungen an Speicher,<br />
was die Energie- und Leistungsdichte, den Wirkungsgrad,<br />
die Selbstentladung, die Zyklenfestigkeit<br />
und andere Kennzahlen betrifft. Die wichtigsten<br />
Kleinwasserspeicher<br />
Großwasserspeicher<br />
bis<br />
200 GWh<br />
thermochemische<br />
Speicher<br />
Adsorptions -<br />
speicher<br />
Phasenwechselspeicher organisch<br />
1 2 3 4 5 6 7 8 9<br />
Forschungsthema<br />
Technologiereifegrad<br />
Marktreife<br />
Abb. 2: Wärmespeichertechnologien (eigene Darstellung)<br />
Phasenwechselspeicher<br />
anorganisch<br />
Hochtemperatur<br />
Feststoffspeicher<br />
› 500˚C<br />
mobile Speicher<br />
sensible Flüssigkeitsspeicher<br />
Eisspeicher<br />
Erdsonden-<br />
Felder<br />
thermische<br />
Bauteilaktivierung<br />
speichergestützte<br />
Kraft-Wärme-<br />
Kopplung<br />
Großwasserspeicher<br />
bis 2 GWh<br />
Power-to-Heat<br />
Abschlussbericht der <strong>Speicherinitiative</strong> <strong>–</strong> Startphase <strong>–</strong> Summary 11
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