In diesem Beitrag wird die Hochtemperaturspeicher Lösung der Firma Kraftblock GmbH für den Einsatz im elektrischen Energiesystem behandelt.
Hochtemperaturspeicher sind Wärmespeicher, die je nach verwendetem Medium Temperaturen von mehreren 100 °C speichern können. Diese Wärme kann später energetisch weiter verwendet werden. Je höher die Temperatur, desto mehr Anwendungsfälle gibt es für die Verwendung.
In der Kraftwerkstechnik werden solche Wärmespeicher seit längerem bereits in sogenannten Solarthermiekraftwerken (CSP – Concentrating Solar Power) eingesetzt, um auch außerhalb der sonnenreichen Stunden Leistung zu liefern. Quasi als „Range-Extender“.
Das deutsche Unternehmen Kraftblock GmbH [1] stellt solche Hochtemperaturspeicher in modularer und nachhaltiger Bauweise her.
Die Verbindung zum Strommarkt in Europa sieht wie folgt aus: Günstiger Strom kaufen (auch bei negativen Strompreisen) um diesen in Wärme zu speichern und zu einem späteren Zeitpunkt energetisch wieder zu verwenden.
Diese Lösung konkurriert dabei mit den Großbatteriespeichersystemen (z.B. auf Lithium Basis), also solchen, wie diese aktuell vermehrt in Deutschland gebaut werden. Der größte Vorteil der Lösung von Kraftblock gegenüber den Großbatteriespeichersystemen ist das Herstellungsmaterial. Während die meisten elektrochemischen Energiespeichern spezielle und teilweise seltene Materialien brauchen (Seltene Erde), wird bei Kraftblock zum Großteil nachhaltige und kostengünstige Materialien verwendet. Nach eigenen Angaben besteht bis zu 85 % des Materials aus wiederverwerteten Materialien wie Stahl- oder Glasschlacke. Materialien die auch im heimischen Markt zu finden sind.
Auch ist die volumetrische Energiedichte bei der Kraftblock Lösung, je nach Betterietechnologie, ungefähr doppelt so hoch wie die bei den Großbatteriespeichersystemen.
Statt Energie chemisch zu speichern, wird diese in thermischer Energie gespeichert. Die Wärme kann dann genutzt werden:
- Elektrisch:
- Optimierung von thermischen Kraftwerksblöcken (z.B. Gas- und Dampfkraftwerke, Kohlekraftwerke, Kernkraftwerke)
- Als „Range-Extender“ von Solarthermiekraftwerken (z.B. Parabolrinnenkraftwerke)
- Energetisch:
- Wärmeversorgung von Fabriken und größeren Gewerbeanlagen
- Verwendung in industriellen Prozesse
Die Vorteile der Lösung von Kraftblock:
- Modular und Skalierbar
- Flexible bei der Verbindung verschiedener Lade- und Entladekomponenten und Übertragungsmedien (Wärme als Luft, Dampf, Gas, Thermoöl, Wasser…)
- Wirkungsgrad nach Herstellerangaben von 95 %
- Materialien aus der heimischen Kreislaufwirtschaft
- Sehr hohe Temperaturen (nach Herstellerangaben bis zu 1300 °C)
- Lange Lebensdauer – nach Herstellerangaben 15.000 Zyklen
Für Deutschland ist diese Technologie vor allem für das „Power-to-Heat“ im industriellen Bereich interessant. Statt wie bisher hier mit Gas zu heizen und industrielle Prozesse zu betreiben könnte in Zeiten von günstigem Strom
Die Zeiten von zeitweisen günstigen Strom wird sich in den kommenden Jahren vervielfachen, bedenkt man die Ausbauszenarien für Windkraftanlagen auf See und am Land.
Es stellt sich die Frage, ob diese Technologie auch erfolgreich für den alten Kraftwerkspark (Kohlekraftwerke) und ggf. neuen Kraftwerkspark (H2-ready Gaskraftwerke) eingesetzt werden kann. Ein Anwendungsfall könnte das „Warmhalten“ der Anlagen sein, um schneller und flexibler am Strommarkt agieren zu können und um ggf. einen energieintensiven Kaltstart zu vermeiden.
Mit größeren Solarthermiekraftwerken ist in Deutschland nicht zu rechnen.
Letztendlich wird vorerst der Markt entscheiden, welche Technologie sich durchsetzt. Aktuell scheint das Geschäft mit Großbatteriespeichern noch die bevorzugte Variante. Werden jedoch seltene Materialien knapper oder aus politischen Gründen beschränkt, kann sich die Situation wieder ändern und die nachfrage nach heimischen Lösungen befördern.
[1] Kraftblock GmbH: Die Kraftblock-Technologie im Detail, https://www.kraftblock.com/de/technologie/speicher