Speicher

Wärme und Kälte zwischenspeichern

 

Die Speicherung von Energie besitzt viele Vorteile. So kann z. B. der zeitliche Unterschied ausgleichen werden, der oftmals zwischen Energieverfügbarkeit und aktuellem Energiebedarf besteht. Energiespeicherung kann somit erheblich zur Reduzierung fossiler Brennstoffe und zur Nutzung von Erneuerbarer Energie beitragen.

Im Projekt GeoSpeicher.bw untersuchen wir unter anderem die Möglichkeiten der Speicherung von Wärme- und Kälte in Wasser führenden Gesteinsschichten im Untergrund, eine Technik, die man auch als Aquifer Thermal Energy Storage (ATES) bezeichnet.

 

ATES-Systeme

In den Niederlanden werden ATES-Anlagen schon seit den 2000er Jahren kommerziell sehr erfolgreich genutzt und versorgen private Haushalte sowie öffentliche Einrichtungen.

Mehr als 2800 solcher Anlagen wurden dort bereits installiert - in Deutschland nur vier, unter anderem unter dem Reichstagsgebäude in Berlin (Abb. 1). Ursächlich für die geringe Nutzung von ATES-Sytemen in Deutschland sind Marktbarrieren, die die Aquiferspeicherentwicklung in Deutschland negativ beeinflussen. Als Beispiele können hier hohe Investitionskosten sowie ein fehlendes Bewusstsein für die Technologie genannt werden (Fleuchaus et al. 2018).

Weitere ATES-Anlagen befinden sich in Deutschland im Bau oder der Entwicklung, unter anderem auf dem Gelände des KIT Campus Nord.

 

Exkursion in die Niederlande

Bei unserer Exkursion in die Niederlande im September 2017 erkundeten wir in Kooperation mit unserem niederländischen Projektpartner IF Technology einige der Analgen rund um Eindhoven.

Programm:

  • Vortrag von IF Technology über den ATES der Technischen Universität Eindhoven
  • Campus-Tour mit Besichtigung technischer Einrichtungen
  • Besichtigung eines ATES in der Eindhovener Innenstadt
  • Besichtigung des ATES Torckdael

Das Wärme- und Kältespeicherungssystem der TU Eindhoven befindet sich auf dem Universitätsgelände. Das System besteht aus je 24 warmen und kalten Brunnen mit einer Gesamtkapazität von 3000 m3/h. Die Brunnen sind an ein Verteilernetz angeschlossen, das die Abnehmer mit Kälte und Wärme beliefert.

ATES-Anlage Campus Technische Universität Eindhoven.

Eine Webseite, erreichbar über QR-Codes an der Anlage, erklärt Campus-Besuchern die Funktionsweise.

Die unauffälligen und geräuschlosen Anlagen in der Innenstadt von Eindhoven lassen sich durch Fachpersonal leicht öffnen und versorgen einen städtischen Gebäudekomplex.

Teil der ATES-Anlage in einem Hinterhof in der Innenstadt von Eindhoven

Projekt Wohnanlage Torkdael, Betrieb seit 2014.

Innovatives Wärme- und Kältekonzept in der Gemeinde Torkdael: Im Sommer wird dem Stadtkanal Wärme entzogen und in einem Wärme- und Kältespeichersystem gespeichert. Diese Wärme wird dann im Winter wieder aufgepumpt und mit einer Wärmepumpe zur Beheizung der Wohnungen und des Brauchwassers aufbereitet.

Zugang zur Pumpe auf dem Hof.

Durch die Speicherung der hohen Temperaturen (mehr als 20°C) aus dem Kanalwasser hat die Anlage laut IF Technology einen um 25% besseren Wirkungsgrad als konventionelle Erdwärmeanlagen.

Mit Wärme versorgter Wohnkomplex.

Betriebsraum im Erdgeschoss.

Betriebsraum. Die Anlage ist seit 2014 in Betrieb.

(Fotos: Hochschule Offenburg / CS)