DLR baut Salzspeicher- und Kalkforschung aus
- Das DLR baut seine Infrastruktur zur Erforschung von Wärmespeichern aus.
- Die industrienahe Forschung am Standort Köln wird gestärkt.
- Kalk- und Wärmespeicherforschung zur Nutzung von Prozesswärme.
- Schwerpunkt: Energieforschung
Abwärme nutzen, Kosten senken und umweltfreundlicher produzieren – diese Ziele verfolgt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) bei der Erweiterung seiner Infrastruktur zur Energieforschung. Am 17. November 2025 wurde dazu in Köln ein Anbau des Forschungsgebäudes CeraStorE eingeweiht.
Ziel ist es, möglichst viele Industrieprozesse von fossilen Brennstoffen auf erneuerbare elektrische Energie umzustellen. Da die Wind- und Photovoltaik-Stromerzeugung stark fluktuiert, sind Speicher wichtig. Ein kostengünstiger Ansatz, im Vergleich zu Batteriespeichern, sind Hochtemperatur-Wärmepumpen oder Elektroheizer in Kombination mit Wärmespeichern. Die Industrieprozesswärme wird dann aus dem Wärmespeicher bedarfsgerecht und stetig bereitgestellt. Weiterhin hat die Speicherung und erneute Nutzung von Abwärme, die bei vielen Industrieprozessen anfällt, ein gutes Einsparpotential. Mit diesen Ansätzen können Betriebskosten gesenkt, CO2-Emissionen reduziert und Flexibilität für das Stromnetz angeboten werden. Das DLR-Institut für Technische Thermodynamik entwickelt seit Jahrzehnten Technologien für Hochtemperatur-Wärmespeicher.
Material für hohe Temperaturen
Für industrielle Hochtemperaturanwendungen, wie sie beispielsweise bei der Herstellung von Glas, Zement, Stahl, Chemikalien, Papier und Lebensmitteln jedoch auch in anderen Industriezweigen vorkommen, eignen sich besonders die Hochtemperatur-Wärmespeicher wie zum Beispiel die Speicherung in verflüssigtem Salz. Je höher die Temperaturbeständigkeit eines Mediums ist, desto größer das Potential zur Energiespeicherung und somit auch der wirtschaftliche Nutzen.
In der bereits bestehenden Anlage (TESIS) konnte die Speichertechnologie so optimiert werden, dass das verwendete Salz Temperaturen bis zu 560 Grad Celsius aufnehmen konnte. Die Anlagen im Neubau sind darauf ausgelegt, in den Temperaturbereich von bis zu 620 Grad Celsius vorzudringen. „Es lassen sich neue Anwendungen erschließen, die ohne Temperaturerhöhung nicht adressiert werden können. Zum Beispiel die Umrüstung von Kohlekraftwerken in Wärmespeicherkraftwerke. Mit dem heutigen Stand der Technik könnten einige, aber nicht alle Kraftwerke umgerüstet werden“, sagt Dr. Thomas Bauer, Leiter der Gruppe „Thermische Systeme für Flüssigkeiten“. „Höhere Temperaturen ermöglichen auch die Elektrifizierung und Defossilisierung von Hochtemperatur-Prozessen wie beispielsweise das Ammoniak-Cracking zur Wasserstofferzeugung. Zudem lassen sich durch höhere Temperaturspreizungen im Wärmespeicher und den Leistungsbauteilen, wie Wärmetauscher und Elektroerhitzer, die Kapitalkosten senken“, ergänzt Bauer.
Industrienahe Forschung
Die neue Forschungsinfrastruktur reicht bereits über den Labormaßstab hinaus. Der Technikumsaufbau bewegt sich von der Kapazität nah an den Bedürfnissen der Industrie, was einen schnellen Transfer von wissenschaftlichen Innovationen in industrielle Anwendungen ermöglicht. Um diesen Wissensaustausch aktiv zu betreiben, fand bereits am Tag nach der Einweihung ein Industriesymposium mit Teilnehmern aus der regionalen und überregionalen Prozessindustrie und den Herstellern für Wärmespeicherlösungen statt.
Im direkten Austausch berichteten Unternehmer über ihre Erfahrungen in Sachen Speicherung von Prozesswärme, während andere Unternehmen die Gelegenheit nutzten, ihre Bedarfe an die Wissenschaft zu adressieren.
Kalkspeicher
Neben den Salzspeicheraktivitäten werden am Institut ebenfalls Kalkspeicher erforscht. Ein wesentlicher Vorteil ist hierbei, dass sich Kalk verlustfrei über lange Zeiträume bei Raumtemperatur lagern lässt und die Wärmeabgabe auf „Knopfdruck“ durch Zugabe von Wasser erfolgt. Der Einsatzzweck der Kalkspeicher ist daher vornehmlich die Langzeitspeicherung von Wärme für Gebäude und Quartiere, wobei die Reaktionstemperaturen von bis zu 500 Grad Celsius auch grundsätzlich für Prozesswärme geeignet sind. Die zur Speicherung notwendigen Materialen sind Kalkstein und Wasser, wodurch neben sehr kostengünstigen Speicherkapazitäten auch eine Ressourcenunabhängigkeit bei der Speicherung und Energie erreicht werden kann.
Insgesamt gibt es somit nicht den einen Hochtemperatur-Wärmespeicher, sondern die technischen Lösungen können auf den individuellen Bedarf der Anwender angepasst und skaliert werden. Individuelle und maßgeschneiderte Konzepte sind einer der Schlüssel zu einer weiten Markteinführung und auch Akzeptanz dieser Wärmespeicher-Technologien.
Der Bau wurde aus Großinvestitions-Mitteln des DLR finanziert und beherbergt auf circa 500 Quadratmetern Labore und Büroräume für die 20 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter.