WIR! - Lausitz -Life & Technology: Entwicklung druckloser Wärmespeicher für die effiziente Nutzung industrieller Abwärme; Teilvorhaben: Grundlagen - Auslegung - Test, Konstruktion - Fertigung - Test; Akronym: EDWENIA-G/-K

Abstract

Motivation Die deutsche Industrie verbraucht pro Jahr rund 440 Mrd. Kilowattstunden Prozesswärme, von denen aktuell nur 6 % aus regenerativen Energieträgern erzeugt werden. Für Prozesswärme bei Temperaturen oberhalb 100 °C kommen dafür nur Bio-Brennstoffe oder Ökostrom - auch über den Umweg des "grünen Wasserstoffes" - infrage. Aus diesem Grund ist es enorm wichtig, durch gezielte Abwärmenutzung den Prozesswärmeverbrauch und die damit einhergehenden klimaschädlichen Emissionen zeitnah deutlich zu senken. Sowohl zur zeitversetzten Wiederverwendung von Prozessabwärme - und damit zur Senkung des Einsatzes fossiler Brennstoffe für die Prozesswärmeerzeugung - als auch zur zeitversetzten Bereitstellung von Prozesswärme aus Überschuss-Ökostrom (Power-to-heat) werden Hochtemperatur-Wärmespeicher benötigt. Diese Speicher müssen sowohl wärmetechnisch als auch wirtschaftlich effizient sein. Zielstellung Das Projekt setzt sich zum Ziel, sensible Zweistoff-Wärmespeicher für einen Temperaturbereich von 100 °C bis 350 °C zu entwickeln und für den industriellen Maßstab zu skalieren. Sensible Wärmespeicher nutzen die Wärmekapazität eines Speichermediums im Zusammenspiel mit einer aufgeprägten Temperaturdifferenz. Anders als beim klassischen Warmwasserspeicher kommen in Zweistoff-Wärmespeichern je ein flüssiges (Thermoöl) und ein festes Speichermedium (z.B. Mineralgestein) zum Einsatz, wobei das flüssige Medium gleichzeitig als Wärmeträger fungiert. Neben der Auswahl geeigneter Speichermedien werden durch die Projektpartner HSZG und KMI im Projekt Speicherkonfigurationen im Labormaßstab optimiert und daraus Randbedingungen für eine wärme- und strömungstechnische Simulation abgeleitet. Diese wird dann zur Skalierung der Speichertechnologie auf den Technikumsmaßstab genutzt.