„nachhaltige technologien 04 | 2024"

Speicherung von Warmwasser aus solarthermischen Anlagen, Abwärme und Kraft-Wärme-Kopplungsanla- gen für die Nutzung in Fernwärmesystemen. Durch erste Pilot- und großtechnische Erdbeckenwärme- speicher konnte der jährliche Solaranteil von den seit 1988 in Dänemark entstehenden solarthermi- schen Großanlagen zur Fernwärmeversorgung durch Langzeitspeicherung erhöht werden. Die damit im Zusammenhang stehende Materialentwicklung und -erprobung sowie Erfahrungen aus Monitoring und Betrieb dieser Speicher waren Gegenstand mehrerer Forschungs- und Entwicklungsprojekte. [2], [3] Im dänischen Elektrizitätssystem beträgt der Anteil der fluktuierenden Stromerzeugung aus Wind und Sonne im Durchschnitt 50 Prozent und zeitweise wer- den 100 Prozent überschritten. Dies hatte zur Folge, dass in großem Maßstab Wärmepumpen in Fernwär- mesystemen eingesetzt werden, um die niedrigen Strompreise zu nutzen. Dadurch wurde einerseits der Anteil von Solarthermie verringert, auf der anderen Seite hat es jedoch die wirtschaftliche Machbarkeit der Einführung von Flexibilität und Sektorkopplung im dänischen Energiesystem erhöht. So entstand ein neuer Markt für Erdbeckenwärmespeicher. Das erste Projekt dieser Systemkonstellation wurde in Høje Taastrup errichtet und basiert auf einem Erdbeckenwärmespeicher, der einer KWK-Anlage in Kopenhagen Flexibilität in der Betriebsweise ermög- licht (siehe Abbildung 2). Der Speicher in Høje Taastrup erfüllt folgende Aufgaben: die Speicherung von Abwärme, z. B. aus der Müllverbrennung, die Speicherung für Kraft- Wärme-Kopplung zur Erhöhung der Flexibilität des Strommarkts, die Speicherung von Wärme aus Wärmepumpen und Elektrokesseln zur Erhöhung der Flexibilität des Strommarktes sowie Abdeckung von Spitzenlasten und somit Einsparung von Erdgas. Dies bedeutet die Erhöhung der jährlichen Speicher- zyklen und eine bessere Wirtschaftlichkeit, aber auch höhere Temperaturen im Speicher über das ganze Jahr. Wie diese Herausforderungen gemeistert werden, wird im Umsetzungsbericht [4] beschrieben. Eine Liste der in Dänemark bzw. mit dänischer Un- terstützung umgesetzten Erdbeckenwärmespeicher zeigt Tabelle 1. Tabelle 1: Liste der in Dänemark bzw. mit dänischer Unter- stützung umgesetzten Erdbeckenwärmespeicher Das nächste Projekt in der Pipeline ist ein 700.000 m 3 großer Erdbeckenwärmespeicher für die Fjernvarme Fyn in Odense, das derzeit in Planung ist. Künftige dänische Erdbeckenwärmespeicher werden auch eine Rolle bei der Speicherung von Abwärme aus P2X-Anlagen (Produktion von Wasserstoff, Methan, Methanol, Ammoniak usw.) und der Speiche- rung von geothermischer Tiefenwärme spielen. Die Rolle von Erdbeckenwärmespeichern in Europa Die Erdbeckenwärmespeicher-Entwicklungen wurden maßgeblich von PlanEnergi und Ramboll in Däne- mark und Solites in Deutschland in Zusammenarbeit mit weiteren Forschungsinstituten, Materiallieferan- ten und Versorgungsunternehmen vorangetrieben. In den letzten Jahren stieg das Interesse von Versorgungsunternehmen vor allem in Deutschland, Frankreich, Polen und auf dem Balkan. PlanEnergi ist an Projekten in all diesen Ländern beteiligt. Darunter ist auch ein Projekt in Pristina im Kosovo mit einem 380.000 m 3 großen Erdbeckenspeicher. Das Projekt in Pristina umfasst neben dem Erdbeckenwärmespei- cher auch eine 41 MW Solarthermieanlage, eine Ab- Land Projekt Größe Wärme- energie Jahr der Inbe- triebnahme DK DTU 500 m³ 1983 DK Ottrupgaard 1.500 m³ 43,5 MWh 1995 DK Marstal SUNSTORE 2 10.000 m³ 638 MWh 2003 DK Marstal SUNSTORE 4 75.000 m³ 6.960 MWh 2012 DK Dronninglund SUNSTORE 3 60.000 m³ 5.500 MWh 2013 DK Gram 122.000 m³ 11.300 MWh 2014 DK Vojens 203.000 m³ 18.800 MWh 2015 DK Toftlund 85.000 m³ 6.500 MWh 2017 CN Tibet 15.000 m³ 1.000 MWh 2018 DK Høje-Taastrup 70.000 m³ 3.300 MWh 2022 PTES - 3300 MWh VEKS Fernwärmübertragungsleitung 30 MW 30 MW 30 MW ∞ MW Lokale Produktion Fernwärme Høje Taastrup Abbildung 2: Einbindung des Erdbeckenwärmespeichers (PTES) in Høje Taastrup. Der Erdbeckenwärmespeicher ist mit der Fernwärmeleitung von VEKS verbunden (VEKS – Vestegnens Kraftvarmeselskab). Die maximale Lade- und Entladeleistung beträgt 30 MW. Der Speicher wird mit einer Temperatur von 95 °C geladen und liefert 75 °C heißes Wasser für das Fernwärmenetz von Høje Taastrup Quelle: VEKS und Høje Taastrup Fjernvarme