Heiße Lösungen für ein heißes Thema – Carnot-Batterien für die Energiewende
Das Energiesystem befindet sich im Wandel – weg von fossilen hin zu erneuerbaren Energiequellen. Doch Erneuerbare wie Wind- und Solarenergie sind naturgemäß volatil. Diese Schwankungen stellen das Stromnetz vor Herausforderungen und machen neue Speicherlösungen unverzichtbar.
Eine vielversprechende Technologie und eine Alternative zu Batterien, Pumpspeicherkraftwerken oder Wasserstoffstromspeichern sind sogenannte Carnot-Batterien. Sie speichern überschüssigen Strom als Wärme in kostengünstigen Materialien wie Gestein, Salzschmelze oder Wasser. Bei Bedarf wird diese Wärme wieder in Strom und Heizwärme rückgewandelt. Beim Be- und Entladen des Speichers kann neben elektrischer auch thermischer Energie genutzt werden, da die Speichertemperatur viel höher ist als die der ausgekoppelten Wärme. Carnot-Batterien maximieren die Nutzung von Exergie. Damit leisten sie einen wichtigen Beitrag zur Sektorenkopplung zwischen Strom- und Wärmesektor. Im Vergleich zu anderen Speichertechnologien wie Batterien oder Pumpspeicherkraftwerken zeichnen sich Carnot-Batterien insbesondere durch ihre Unabhängigkeit von kritischen Rohstoffen sowie ihre flexible Standortwahl aus.
Um diese Technologie weiterzuentwickeln, ist internationale Zusammenarbeit entscheidend. AEE INTEC ist dafür im Task 44 des Energy Storage Technology Collaboration Programmes der Internationalen Energieagentur vertreten. Ziel ist es, Power-to-Heat- und Power-to-Heat-to-Power-and-Heat-Systeme stärker in die Dekarbonisierung industrieller Prozesse sowie in gekoppelte Wärme- und Stromnetze zu integrieren. AEE INTEC bringt dabei Expertise aus zwei laufenden Forschungsprojekten ein, und versucht, zusätzlich die Brücke zwischen Markt und Technologie zu schließen, im Sinne unserer Vision „Idea to Action“. Dafür werden vielversprechende Anwendungsfälle gezielt identifiziert und Entscheidungskriterien für die erfolgreiche Marktverbreitung erhoben.
Ein zentraler Baustein für Austausch und Vernetzung sind die internationalen Expertentreffen. Im Anschluss an die 4th International Sustainable Energy Conference (ISEC) lud AEE INTEC zum 5th Expert Meeting des Task 44 nach Graz. Insgesamt nahmen 45 Expert*innen aus 14 Ländern vor Ort und online teil. Im Fokus standen unter anderem:
- Modellierung von Carnot-Batterien
- Praxisbeispiele und Anwendungsmöglichkeiten
- Technologiemapping
- Policy-Empfehlungen
Zudem bot das Expert Meeting lokalen Unternehmen wie ecop Technologies GmbH und Emerald Horizon AG eine Bühne, um ihre innovativen Lösungen im Bereich Speicher und Wärmepumpen zu präsentieren. Dadurch wurde der Austausch zwischen Wissenschaft und Industrie weiter gestärkt – mit Mehrwert für beide Seiten.
Das Expert Meeting zeigt: Im Bereich der Carnot-Batterien gibt es bereits viel Bewegung und großes Potenzial. Gleichzeitig besteht weiterhin Entwicklungsbedarf, um Marktnöte besser zu treffen. Klar ist: Das Energiesystem der Zukunft braucht kostengünstige Speicherlösungen – und Carnot-Batterien können dabei eine wichtige Rolle spielen.
Auftrag/Fördergeber
Gesamtes Projekt: International Energy Agency (IEA)
Fördergeber für nationalen Subtask C: Bundesministerium für Innovation, Mobilität und Infrastruktur (BMIMI)
Programm
Energy Storage Technology Collaboration Programme (ES TCP)
Projektkoordinator
- Für Gesamttask: DLR Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
- Für Subtask C: AEE INTEC
Projektpartner
Für Subtask C: