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Versuchsanlage zur Wärmespeicherung startet Betrieb

Wie können Strom und Wärme aus Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen zukünftig unabhängig voneinander zur Verfügung stehen? Wie gelingt es, dafür Wärme in großem Umfang zu speichern? Lösungen für diese Aufgabenstellungen entwickeln Ingenieure der RWE Power in einem neuen Forschungsprojekt.

Im Innovationszentrum Kohle am Kraftwerk Niederaußem hat das Energieunternehmen jetzt eine neue Versuchsanlage in Betrieb genommen. Getestet wird, ob und welche Natursteine für den Prozess geeignet sind. Geprüft werden vor allem verschiedene Vulkangesteine.

Ziel ist, die Stromerzeugung und die Wärmebereitstellung aus dem Kraft-Wärme-Kopplungsprozess zeitlich zu entkoppeln. Denn die KWK-Anlagen haben zwar einen hohen Wirkungsgrad, können aber Strom- und Wärmeproduktion nicht voneinander trennen. Konsequenz: Häufig muss KWK-Strom mit produziert werden, wenn er nicht benötigt wird, etwa weil Wind- und Photovoltaik-Anlagen wetterbedingt gerade viel Energie liefern.

Das Wärmespeicher-Prinzip ist mit einem Nachtspeicherofen vergleichbar: Das heiße Abgas aus der KWK-Anlage wird an einen Speicher gegeben, der mit tausenden von Steinen gefüllt ist, die sich aufheizen und die Wärme halten. Wird die Hitze wieder benötigt, kann sie binnen kürzester Zeit wieder zur Verfügung gestellt werden.

Zum Aufheizen soll in der späteren KWK-Großanlage das Abgas einer Gasturbine mit rund 550 Grad dienen, das den Wärmespeicher durchströmt. Dabei dürfen die Steine der Strömung nur einen geringen Widerstand entgegensetzen. Wie stark der Druckverlust ist, hängt davon ab, wie sich die verschiedenen Brocken anordnen. Eine knifflige Frage, denn Natursteine sind unregelmäßig geformt und verschieden groß. Wie dicht packt sich nun das Material und wie viele Lücken bleiben, damit das Turbinenabgas möglichst ungestört durchströmen kann? Genau das wird in den kommenden Wochen an der Versuchsanlage in Niederaußem von RWE Power und den Projektpartnern untersucht. 16 Tonnen Natursteine kommen in der Testanlage zum Einsatz. Übereinander geschüttet erreichen sie eine Höhe von fünf Metern. Das Strömungsverhalten durch die Steine wird in mehrmaligen Durchgängen analysiert. Die Ergebnisse vergleichen die Forscher mit Daten von Computersimulationen, die für die Planung von Großanlagen verwendet werden. Die Resultate fließen vor allem in das vom BMWi geförderte Forschungsprogramm "FleGs" ein, das den flexiblen Einsatz von KWK-Anlagen untersucht.

Nach dem Energiekonzept der Bundesregierung soll der Anteil von Kraftwärmekopplungsanlagen an der Stromerzeugung in Deutschland kräftig ausgebaut werden. Neue, passgenaue Speichertechnologien sollen helfen, den erzeugten Strom und die Wärme zukünftig flexibler einzusetzen und Schwankungen durch erneuerbare Energien besser auszugleichen.


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