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Review of vgbe Expert Event “Storage 2024”

Der vgbe Expert Event “Maximising Efficiency: The Potential of Storage Technologies in Power-to-Heat-to-Power Systems” hat am 14. November 2024 als Webinar stattgefunden.
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Mit dem übergeordneten Ziel der Dekarbonisierung der Wirtschaft, steht der Stromsektor vor wachsenden Herausforderungen, insbesondere im Hinblick auf Versorgungssicherheit und Netzstabilität. Die Speicherung von Energie in großem Maßstab hat sich zu einer der zentralen Aufgaben moderner Energiesysteme entwickelt, da der steigende Anteil erneuerbarer Energien die Anforderungen an Flexibilität und Stabilität erhöht. Dies erfordert eine Neuausrichtung der Speicherdauer, weg von intraday hin zu interday Speicherlösungen.

Die Rolle von Speichertechnologien

Das Webinar befasste sich mit der zentralen Frage: Welche Rolle können Speichertechnologien, insbesondere Power-to-Heat-to-Power-Systeme, bei der Bewältigung dieser Herausforderungen spielen? Führende Forschungseinrichtungen präsentierten einen umfassenden technischen und wissenschaftlichen Überblick über den Stand der Technik und künftige Fortschritte.

Ein Schwerpunkt lag auf der Integration von thermischen Hochtemperaturspeichern und Power-to-Heat-Systemen, die eine zuverlässige und kostengünstige Wärmeversorgung „on demand“ aus erneuerbarem Strom ermöglichen. Solche Speicher stabilisieren nicht nur das schwankende Stromangebot, sondern senken auch die Stromkosten und erhöhen die Netzflexibilität. Durch die Erweiterung um einen Stromkreislauf bieten diese Systeme zusätzliche Flexibilität und fungieren wie eine Carnot-Batterie.

Die Rolle von Speichertechnologien

Im Webinar wurden vielversprechende Anwendungen für Fernwärme und industrielle Prozesse vorgestellt. Darüber hinaus wurden Kostensenkungen und Effizienzsteigerungen untersucht, die durch ein optimiertes Speicherdesign und die genaue Abstimmung von Energie- und Speicherkomponenten erreicht werden können. Technologien wie Phasenwechselmaterialspeicher (PCM), Schmelzsalzspeicher, Feststoffspeicher und thermochemische Speicher wurden als Schlüsselinnovationen diskutiert.

Ein vorgestelltes Langzeit-Energiespeichersystem auf Pumpwärme-Basis zeigte beeindruckende Fähigkeiten:

  • flexible, kostengünstige Langzeitstromspeicherung sowie
  • wichtige Dienste für die Netzzuverlässigkeit, einschließlich synchroner Trägheit, Kurzschlussstrom, Blindleistung, Schwarzstartfähigkeit und Frequenzunterstützung

Im Gegensatz zu anderen Speichertechnologien bietet dieses System eine einzigartige Entkopplung von Leistung und Speicherdauer. Es kann sowohl beim Laden als auch beim Entladen mit jeder beliebigen Leistung zwischen minimaler und voller Nennleistung betrieben werden und passt sich nahtlos an die Anforderungen der jeweiligen Anwendung an. Dieses Konzept wurde als praktikabler Ersatz für erdgasbefeuerte Kraftwerke vorgestellt.

Fallstudie: Dekarbonisierung des Kraftwerks Mělník

Die Dekarbonisierung des Kraftwerks Mělník wurde in einer Fallstudie beleuchtet. Dazu zählen die Integration neuer Energiequellen, die Verknüpfung mit erneuerbaren Energien und Speichersystemen sowie der Einsatz von Pilotprojekten wie eine Salzschmelze-Demonstrationsanlage und fortschrittliche überkritischen CO2-Zyklen.

Innovative wasserstoffbasierte Speichersysteme

Auf dem Webinar wurde auch eine wasserstoffbasierte Energiespeicherlösung für die bedarfsgesteuerte Nutzung erneuerbarer Energien vorgestellt. Durch die Integration eines eisenbasierten Speichersystems mit Festoxid-Elektrolysezellen (SOEC) und Festoxid-Brennstoffzellen (SOFC) kann ein Wirkungsgrad von etwa 66 % erreicht werden. Dieser Ansatz eignet sich besonders für eine flexible und bedarfsorientierte Stromversorgung.

Wichtige Erkenntnisse

Wärmespeicherung und Power-to-Heat-Prozesse entwickeln sich zu Schlüsseltechnologien, um die Flexibilität, Effizienz und Nachhaltigkeit der industriellen Wärmeversorgung zu verbessern. Ihre Bedeutung reicht über industrielle Prozesse hinaus und erstreckt sich auf breitere Netzanwendungen, was ihr Potenzial zur Unterstützung der Energiewende verdeutlicht.
Die Veranstaltung verdeutlichte die Notwendigkeit der kontinuierlichen Weiterentwicklung und Nutzung dieser Technologien, die zweifellos mit großem Interesse verfolgt werden.