Der Erfolg der weltweiten Dekarbonisierung des Energiesystems hängt in hohem Maße davon ab, wie schnell und in welcher Form konventionelle Brennstofffe wie Kohle und Gas durch CO2-neutrale Energiequellen ersetzt werden können. Dabei ist es wünschenswert, die regelbare und jederzeit sichere Leistung der Kraftwerke beizubehalten und einen Teil der vorhandenen Kraftwerksinfrastruktur weiterzunutzen.
Für eine erfolgreiche Transformation des weltweiten Energiesystems muss ausreichend sichere Leistung im Netz erhalten bleiben. Wärmespeicherkraftwerke ersetzen nicht die Kraftwerke, sondern substituieren lediglich deren fossilen Brennstoff.
Wärmespeicherkraftwerke sind in der Lage, Stromschwankungen aus variabler regenerativer Erzeugung aus dem Netz zu entfernen und dafür Strom nach Bedarf ins Netz zu liefern. Sie dienen damit der Veredelung variabler Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen (wie zum Beispiel von Photovoltaik und Wind) und liefern genauso wie konventionelle Kraftwerke regelbaren Strom entsprechend dem aktuellen Bedarf der Stromkunden.
Unser Ziel ist es, Konzepte zur Deckung der Residuallast mit CO2-neutraler Energie durch den Einsatz von thermischen Speichertechnologien im internationalen Kontext zu entwickeln und umzusetzen. Dabei steht die Implementierung von thermischen Speichern im Rahmen von WSK im Fokus.
Wärmespeicherkraftwerke sind eine innovative Klasse thermischer Kraftwerke mit einem umfangreichen thermischen Energiespeicher, der elektrisch beheizbar ist. Diese fortschrittliche Technologie ermöglicht eine effiziente Nutzung erneuerbarer Energien und eine bedarfsgerechte Versorgung bis hin zur erneuerbaren Grundlastdeckung.
In Kombination mit Wärmeverbrauchern wie Industriebetrieben und Fernwärmenetzen können diese Anlagen hocheffizient in Kraftwärmekopplung bedarfsgerecht Strom und Wärme liefern. Sowohl bestehende Kraftwerke wie Kohle-, Gas- oder andere konventionelle Kraftwerksanlagen können umgewandelt werden (sogenanntes 'Repurposing'), als auch neue Anlagen im Zusammenhang mit dem Ausbau erneuerbarer Energien errichtet werden.
Die Vorteile von Wärmespeicherkraftwerken sind zahlreich:
Technologisch ausgereift: WSK sind bereits heute eine technologisch verfügbare Option für große Speichertiefen im Bereich von mehreren Gigawattstunden (GWh).
Beschleunigung des Ausbaus erneuerbarer Energien: Durch die Nutzung vorhandener Infrastruktur tragen WSK erheblich zur Beschleunigung von Ausbauszenarien für erneuerbare Energien bei.
Deutsche Technologieführerschaft: Die deutsche Industrie ist technologisch stark vertreten bei den verschiedenen WSK-Technologien.
Realistische Erreichung von Ausbauzielen: Die Ausbauziele für erneuerbare Energien und der daraus resultierende Speicherbedarf sind so herausfordernd, dass nur durch die parallele Nutzung aller technischen Möglichkeiten, einschließlich WSK, eine realistische Erreichung möglich ist.
"Third Life" für Kohlekraftwerke
Wärmespeicherkraftwerke verwenden Strom aus erneuerbaren Quellen zur Beheizung eines Wärmespeichers mit umlaufender Salzschmelze. Wenn überschüssiger Strom verfügbar ist, wird das Salz über eine Elektroheizung erhitzt und in einem „heißen“ Tank bei über 400°C zwischengespeichert. Zur späteren Stromerzeugung wird das heiße Salz über den Dampferzeuger des Kraftwerks zurück in den „kalten“ Tank bei über 200°C gepumpt und steht dann für einen weiteren Ladezyklus zur Verfügung. Die Möglichkeit der Zufeuerung mit Biogas, Synthesegas aus Power-to-Gas oder Erdgas garantiert jederzeit sichere Leistung.
Beratung: Szenario-bezogene Beratung zum Einsatz von WSK im Zusammenspiel mit anderen Technologien bei Industrie, Energiewirtschaft, Förderinstitutionen und politischen Einrichtungen.
Demonstration: Anschub von Demo-Anlagen zum Zweck der Dekarbonisierung des weltweiten Energiesystems und Erarbeitung konkreter Projektvorschläge von WSK unter Einbindung anderer Abteilungen, Institute und externer Partner.
Nutzung bestehender Infrastruktur: Aufzeigen von Möglichkeiten zur Nutzung existierender Infrastruktur.
Wirtschaftliche Bewertung: Erarbeitung und Nutzung von Tools zur Standortbewertung, technologieneutrale unabhängige Untersuchung der wirtschaftlichen Randbedingungen auch im Vergleich anderer Dekabonisierungstechnologien.
Modellierung und Bewertung: Modellierung, Bewertung und Aufzeigen von Transformationspfaden für die Industrie und Energiewirtschaft mit WSK.
Zusatznutzen: Untersuchung weiterer Zusatznutzen zum Arbitragemodell wie Netzdienlichkeit, Regelenergie, Direktvermarktung.
Netzwerkbildung: Bildung eines Netzwerkes auf dem Gebiet des "Repurposing" von konventionellen Kraftwerken sowie für den Neubau künftiger Anlagen.
