Ammonia2HeatStorage - Entwicklung eines Langzeitspeichersystems durch die Kombination CLC und „grünem“ Ammoniak mittels Membrandestillation

Um den volatilen Anteil der erneuerbaren Energien im Energieversorgungsmix zu erhöhen, wird die Entwicklung effizienter Energiespeichertechnologien immer wichtiger. Die Anforderungen an solche Technologien sind hohe Flexibilität, hohe Verlustfreiheit und vor allem Kompaktheit, d. h. möglichst viel Energie bei kleinem Systemvolumen zu speichern. In der jüngeren Vergangenheit wurde die Chemical-Looping-Combustion (CLC) zur langfristigen Energiespeicherung erforscht. Der Vorteil eines CLC-Speichersystems ist, dass Wärme, anders als z. B. bei sensiblen Wärmespeichern, über mehrere Tage oder Wochen bis hin zu Monaten ohne Verlust chemisch gespeichert werden kann. Bislang wird die CLC-Technologie meist in Kombination mit fossilen Brennstoffen eingesetzt.

Die CLC-Technologie verwendet einen Sauerstoffträger (OC), ein Metall, das in Zyklen reduziert/oxidiert wird. Die Reduktion kann mit Biogas (CH4), Wasserstoff (H2) oder anderen Brennstoffen (z.B. synthetisches Gas, feste Kohle, NH3, etc.) erfolgen, während die Oxidation mit Luft durchgeführt wird. Bei den meisten OCs sind beide Reaktionen exotherm, und aus beiden kann Wärme entnommen werden. Ziel des Projekts war es, die Realisierbarkeit der CLC-Technologie unter Verwendung des "grünen" NH3, das aus Abfallströmen mittels Vakuum-Membrandestillation-VMD zurückgewonnen wird, für die Speicherung von erneuerbaren Energien zu untersuchen. Der Haupterfolg des Projekts war ein "proof of concept" eines CLC-Prototypreaktors im Labormaßstab, der mit NH3 betrieben werden konnte.