091020_WiR#digital_Hoffschmidt
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#WiRdigital: Wärmespeicher – Ein sauberer Weg aus der Kohle?
CO2-freie Energieversorgung
Am 05.10.2020 fand zum vierten Mal das Format „Wissenschaft im Rathaus“ online statt. Prof. Bernhard Hoffschmidt vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) erklärte, wie bestehende Kraftwerke in thermische Speicher umgewandelt werden können.
Der Erfolg der weltweiten Klimaschutzaktivitäten im Bereich des Energiesektors hängt im hohen Maße davon ab, wie schnell fossile Brennstoffe durch CO2-neutrale Energiequellen ersetzt werden können. Eine Option ist es, bestehende Kohlekraftwerke in Wärmespeicherkraftwerk zu überführen. Dafür werden die bestehenden Kraftwerke um Komponenten der Wärmspeicheranlage erweitert. Das ist während des noch laufenden Betriebs möglich. Schrittweise wird der Kohlekraftwerke zu regelbaren thermischen Dampfkraftwerken umgerüstet, mit denen eine CO2-neutrale Wärmezufuhr möglich wird. Das DLR arbeitet in diesem Vorhaben mit der FH Aachen und der RWE zusammen.
Kohlekraftwerk in ein Wärmespeicherkraftwerk überführen
In herkömmlichen Kohlekraftwerken wird Braunkohlestaub verbrannt und damit Wasserdampf erzeugt. Der Wasserdampf wiederum treibt eine Turbine an, die als Generator fungiert und Strom erzeugt, der dann an den Verbraucher weitergeleitet wird. Die Stromversorgung wird jedoch auch heute schon aus erneuerbaren Energiequellen, wie die Photovoltaik und Windkraft, gespeist. Fossile Kraftwerke übernehmen das Back-Up, wenn zum Beispiel die Sonne nicht scheint oder kein Wind geht. Die Energie aus erneuerbaren Energieerzeugern reicht jedoch noch nicht aus, um mit signifikanten Überschüssen Speicher zu laden.
Der Ausbau der erneuerbaren Energie bis auf 90% erfordert neben einem Netzausbau auch Speichersysteme, um eine kontinuierliche Stromversorgung sicherzustellen. Diese Aufgabe können die Wärmespeicherkraftwerke übernehmen. Die Anlage kann über ein Medium, wie beispielsweise flüssigem Salz, Energie aus erneuerbaren Energiequellen aufnehmen und über mehrere Tage speichern und bei Bedarf abgeben. Dadurch wird eine unterbrechungsfreie Stromlieferung auch in Zukunft gewährleisten. Nach Ablauf der Kohleversorgung kann direkt auf den reinen Speicherbetrieb gewechselt werden und das Kohlekraftwerk wird dann in ein Wärmespeicherkraftwerk umgewandelt. Dabei bleibt ein Großteil des ursprünglichen Kraftwerks erhalten und wird weitergenutzt. Das neue Wärmespeicherkraftwerk kann jederzeit mit mehreren Speichermodulen ausgebaut werden und durch Parallelschaltung der Module lässt sich die Speicherkapazität flexibel an die Bedarfe anpassen. Um länger Dunkelflauten in der Stromlieferung über Photovoltaik von bis zu drei Wochen überbrücken zu können, besteht zudem die Möglichkeit temporär mit Erdgas zuzufeuern. Die Anlage garantiert dadurch zu 100% eine Versorgung mit Strom, wie wir es heute gewohnt sind.
Sozialverträglicher Beitrag zur Energiewende
Wärmespeicherkraftwerk bieten gesicherte Leistungen und Speichermöglichkeiten für Strom aus erneuerbaren Energiequellen, und dass auch in der Übergangszeit bis zum endgültigen auslaufen des Kohle-Zeitalters. Ein bestehendes Kohlekraftwerk kann jederzeit modular mit Wärmespeichern ergänz werden und so sukzessive in ein reines Wärmespeicherkraftwerk überführt werden. Die neuen Kraftwerke liefern einen wertvollen Beitrag zur Energiewende und der Erreichung der Klimaziele. Zudem bieten sie Versorgungssicherheit und sind sozialverträglich, denn es bleiben Arbeitskräfte im Kraftwerk, der Standort, die Zulieferindustrien, die Stromleitungen und somit die bereits geleisteten Investitionen erhalten. Ein weiteres Plus ist die Chance eine neue Technologie „Made in Germany“ exportieren zu können.