FleGs - Entkopplung der Strom- und Wärmeerzeugung


Was passiert, wenn der Wind nicht weht und die Sonne nicht scheint? Damit Deutschland weiterhin mit Energie versorgt wird, müssen dann konventionelle Kraftwerke einspringen. Um diese schneller hoch- und runterregeln zu können forscht RWE Power gemeinsam mit dem Institut für Technische Thermodynamik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie der ThyssenKrupp Xervon Energy GmbH, der Paul Wurth Refractory & Engineering GmbH an einer Art Akku für Kraftwerkswärme.

Wärmespeicher erlauben eine zeitliche Entkopplung der Strom- und Wärmeerzeugung und werden in Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen (KWK) seit langem eingesetzt. Ihr Einsatz blieb jedoch bisher auf die Bereitstellung von Heißwasser beschränkt.

Da Gas- und Turbinenkraftwerke aber kaum auf die zunehmenden Schwankungen des Strom- und Erdgasmarktes reagieren könnten, da sie die Wärmeversorgung ihrer Kunden aufrechterhalten müssen, würde ein sogenannter Hochtemperatur-Zwischenspeicher für die Wärme sie flexibler machen.

Die Integration eines Hochtemperatur-Wärmespeichers in den Kraftwerksprozess erlaubt die zeitliche Entkopplung der Strom- und Wärmebereitstellung. Der Betrieb der Gasturbine wird auf Zeiten hohen Strombedarfs beschränkt und die dabei produzierte Wärme, die über den Kundenbedarf hinausgeht, wird im Speicher "geparkt". In Zeiten geringen Strombedarfs - beispielsweise in der Nacht oder bei hohem Windaufkommen - kann die Gasturbine dann problemlos abgeschaltet werden, denn die Wärmeversorgung wird weiterhin aus dem Speicher heraus zur Verfügung gestellt.

Das Projekt "Flexibilisierung von Gas- und Dampfturbinenkraftwerken durch den Einsatz von Hochtemperatur-Wärmespeichern" (FleGs), das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie gefördert wird, widmet sich der Entwicklung eines ebensolchen Speichers.

Dazu müssen zentrale Fragen beantwortet werden, etwa die, welcher Feststoff die Abwärme der Gasturbine am besten speichern kann. Als mögliche Stoffe stehen Keramik oder Naturstein im Fokus der Forschungsarbeit. Wie der Stoff geschichtet sein muss, damit das Rauchgas der Turbine ihn ideal durchströmen kann, muss ebenso geklärt werden wie die Fragen nach der optimalen Isolierung des Wärmespeichers - und letztlich der Wirtschaftlichkeit.

Das Ziel ist ein Wärmespeicher, der über acht bis zwölf Stunden rund 300 Megawatt mit einer Temperatur von rund 570 Grad bereitstellen kann.Weitere Informationen zu FleGs unter: