Thermische Energiespeicher (TES)
Wo Wärme involviert ist, können thermische Speicher im Vergleich zu anderen Speichertypen vorteilhaft sein. Die Herausforderung ist, die Wärme so wirtschaftlich wie möglich zu speichern – der Schlüssel dazu sind die richtigen Materialien und Prozessintegration. Auf der Basis von profundem Engineering Know-How erforscht und entwickelt Linde fortgeschrittene Hochtemperaturwärmespeicher und passende Anwendungen.
Stärken und Anwendungen
Thermische Energiespeicher – auch Wärmespeicher genannt – haben den Hauptvorteil, dass sie keine chemische Umwandlung beinhalten; daher sind sie typischerweise einfach, hocheffizient und langlebig. Trotzdem hängt die Wirtschaftlichkeit entscheidend von den eingesetzten Materialien und insbesondere der Integration der Speicher ins Gesamtsystem ab. Es existiert eine breite Palette von Speichertechnologien und Materialien – mit Temperaturen von 20 °C (Wasser) bis 1000 °C (Metalle oder Steine), Maßstäben von Kilowattstunden bis Gigawattstunden, sowie mit Phasenwechsel ("Latentwärme") oder ohne ("sensible Wärme").
Thermische Energiespeicher sind die Technologie der Wahl bei nicht-steuerbarer Wärmeproduktion (z.B. Prozessabwärme, Solarwärme) oder wo thermische Energie wie z.B. Dampf in Strom umgewandelt wird (z.B. in Turbinen). Anstatt die Wärme sofort zu verstromen und den Strom zwischenzuspeichern ist es oft vorteilhaft, die Wärme zwischenzuspeichern und erst zu verstromen, wenn der Strom wirklich gebraucht wird.
Konkrete Anwendungen für thermische Energiespeicher:
- In thermischen Solarkraftwerken, um abrufbare Stromerzeugung auch nachts bereitzustellen
- In thermischen Kraftwerken, um diese flexibler und mit schnelleren Lastwechseln betreiben zu können
- In Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen, um die Wärmeversorgung zu besichern und Strom- und Wärmeproduktion zeitlich zu entkoppeln
- In der Prozessindustrie, um Wärme, die andernfalls verlorengeht, zurückzugewinnen und zu nutzen
- Als eine Komponente in anderen Energiespeichern, wie z.B. Druckluftspeichern (engl. Compressed Air Energy Storage, CAES)
Linde Know-How
Linde kann auf vielfältiges Know-How zu thermischen Energiesystemen zurückgreifen.
- Die zu Linde gehörende Schweizer Firma Bertrams Heatec AG verfügt über eine breite Know-How und Referenzbasis für Engineering und Bau von Speichersystemen, die auf geschmolzenen Salzen (engl. „Molten Salt“) basieren, in einem Temperaturbereich von 140°C bis 560 °C.
- Linde Engineering konstruiert und baut Wärmeübertrager verschiedener Typen (gewickelte; Platten), die vorteilhaft in Hochtemperatur-Wärmespeichersystemen eingesetzt werden können.
- Innerhalb von Linde Clean Technologies nutzen und erweitern wir dieses Know-How, z.B. in Richtung des Einsatzes von Salzen als Latentwärmespeicher.
Projektbeispiel
An diesem Projekt arbeiten wir zusammen mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), einem der weltweit führenden Forschungsinstitute im Bereich thermischer Energiespeicher. Wir entwickeln ein latent-sensibles Wärmespeichersystem, basierend auf Salz als Wärmeträger und extrudierten Wärmeübertragerrohren, um die Enthalpie von überhitztem Dampf reversibel zu speichern. Die Technologie soll als Wärmespeicher in thermischen Solarkraftwerken mit "Direktdampferzeugung" im Solarfeld angewendet werden, ist aber auch zur Energierückgewinnung in Industrieprozessen und Flexibilisierung von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen geeignet. Das Projekt wird gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.
