Thermische Speicherlösungen bieten schon heute das Potenzial, die Herausforderung der Dekarbonisierung der Prozesswärme zu meistern und damit einen bedeutenden Beitrag zur Energiewende und der Erreichung der Klimaschutzziele zu leisten.
In Deutschland entfällt fast die Hälfte des Endenergieverbrauchs auf die Erzeugung von Wärme, wobei der Großteil davon, nämlich zwei Drittel, für die Erzeugung von Prozesswärme und -Dampf in der Industrie aufgewendet werden. Im Gegensatz zu Strom, bei dem bereits rund die Hälfte aus erneuerbaren Quellen stammt, liegt der Anteil grüner Wärme allerdings erst bei 15 Prozent.
Industrielle Prozesswärme bietet demnach noch enorme Einsparpotenziale und stellt einen wesentlichen Hebel zur Reduzierung von CO2-Emissionen dar. Hier setzen thermische Speicherlösungen wie die ThermalBatteryTM von ENERGYNEST an, die einen wesentlichen Beitrag dazu leisten können, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu reduzieren und die Integration erneuerbarer Energien in der Industrie entscheidend voranzutreiben.
Vollständige Integration von erneuerbaren Energien
Biomasse, Geothermie und Wasserstoff aus Strom haben ihre Potenziale, doch aufgrund ihrer begrenzten Verfügbarkeit beziehungsweise geringen Wirkungsgrade sind sie keine Allzwecklösungen. Dementsprechend genießt der Ausbau von Solarenergie und Windkraft zurecht Priorität. Doch gerade die vielzitierte „Dunkelflaute“ macht Speicher für die Energiewende zu einer absoluten Notwendigkeit.
Die natürliche Fluktuation in der Verfügbarkeit erneuerbarer Energien wird durch die Speichermöglichkeiten der ThermalBatteryTM überbrückt. Nicht unmittelbar benötigte Energie kann für die Wärme- oder Dampferzeugung in der Nacht oder bei sonstigen Bedarfsspitzen gespeichert werden, was eine vollständige Integration erneuerbarer Energien in verschiedenste Industrieprozesse ermöglicht. So wird der Bedarf an fossilen Energieträgern gänzlich oder zumindest in Teilprozessen mithilfe von Wärmespeichern eliminiert. Beispielhaft seien hier Trocknungsprozesse in der Papierherstellung und Landwirtschaft, Sterilisations- und Desinfektionsverfahren in der Lebensmittelindustrie oder dampfbasierte Anwendungen in der chemischen Industrie genannt.
Kombination mit konzentrierter Solarthermie
Ein konkretes Beispiel für die Anwendung dieser Technologie ist unser Projekt mit Avery Dennison, einem führenden Hersteller von selbstklebenden Materialien, in Belgien. Hier wird mit konzentrierter Solarthermie (Concentrated Solar Thermal – CST) ein Teil der Trocknungsöfen in der Produktion von Haftklebstoffprodukten betrieben. Nicht unmittelbar benötigte thermische Energie wird in der ThermalBatteryTM gespeichert und bei Bedarf abgegeben, wodurch auf den Einsatz von fossiler Energie verzichtet werden kann. Dieses Projekt wird die größte industrielle Anlage ihrer Art in Europa und unterstreicht die praktische Umsetzbarkeit derartiger Lösungen.
Flexibles Abwärme-Recycling
Neben der Elektrifizierung bietet der Einsatz von Wärmespeichern auch bislang ungenutzte Potenziale bei der Abwärme. Die Zwischenspeicherung von nicht bedarfsgerecht erzeugter Wärme und ihre zeitversetzte Nutzung in Form eines Prozesswärme-Recyclings verringert die Abhängigkeit von fossilen Energiequellen, senkt die Energiekosten und reduziert die Emissionen.
Ein Beispiel für die Anwendung dieser Technologie findet sich in Norwegen bei Yara, einem der weltweit größten Düngemittelhersteller. Dort kommen dampfbasierte Thermalspeicher von ENERGYNEST in einem Dampfkreislauf zum Einsatz. Die Anlage ermöglicht Yara die Zwischenspeicherung von Energie in Form von Dampf. Die andernfalls verlorengegangene Energie lässt sich so je nach Bedarf für verschiedene Prozesse erneut in das Dampfnetz einspeisen.
Fazit
Für die Erreichung der Klimaschutzziele bedarf es zwangsläufig des Zusammenspiels einer Vielzahl unterschiedlicher Speicherlösungen. Wärmespeicher bieten im Vergleich zu anderen Technologien jedoch mehrere Vorteile: Sie sind nachhaltig und wirtschaftlich zugleich, schnell implementiert und skalierbar. Weil sie bereits kommerziell ausgereift sind, bedarf es für viele Anwendungsfelder keiner neuen politischen Maßnahmen oder besonderen Förderungen mehr – schon gar nicht bei hohen Energiepreisen und perspektivisch weiter steigenden CO2-Preisen. Das macht Thermalspeicher nicht nur zu Nachhaltigkeitsprojekten, sondern auch unter betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten zu einem echten Business Case.