Private Heizungsanlage, Fernwärme, industrielle Abwärme, Sektorenkopplung …: In allen Bereichen können Wärmespeicher zum Einsatz kommen – und damit entscheidend zur Wärmewende in NRW beitragen. Genauso vielfältig wie ihre Anwendungsmöglichkeiten sind auch die Modelle.
Wärmespeicher haben eine ebenso einfache wie wichtige Funktion: Sie entkoppeln die Erzeugung und Nutzung von Wärme zeitlich voneinander. Damit erhöhen sie die Energieeffizienz und machen sowohl die Energie aus erneuerbaren Quellen als auch Abwärme zum Beispiel aus industriellen Prozessen flexibel nutzbar.
Auf diese Weise erhöhen sie die Versorgungssicherheit im zukünftigen Energiesystem.
Je nach Kapazität, Speicherdauer und Temperaturniveau lassen sich drei Hauptgruppen unterscheiden:
Einsatzmöglichkeiten von Wärmespeichern im Überblick
Thermische Speicher leisten einen wichtigen Beitrag zur Energiewende – im Gebäudebereich genauso wie in der Industrie und in der Energieversorgung. Ihre Einsatzbereiche sind vielfältig:
Gebäude und Haushalte
In Heizungsanlagen werden bereits heute standardmäßig dezentrale Pufferspeicher mit Wasser als Speichermedium eingesetzt. Sie können Wärme über mehrere Stunden bis hin zu wenigen Tagen speichern und sorgen so für eine bedarfsgerechte Versorgung. Auch die thermische Masse von Gebäuden – also Bauteile wie Wände oder Fußböden – kann als kurzfristiger Wärmespeicher genutzt werden. Dadurch lassen sich Lastspitzen abfedern und der Energiebedarf zeitlich verschieben.
Zentrale Versorgung und Wärmenetze
In Wärmenetzen werden zunehmend fossile Brennstoffe durch klimafreundliche, aber teilweise schwankend verfügbare Energiequellen ersetzt. Das macht große, zentrale Wärmespeicher zunehmend wichtiger. Sie können die Wärme über mehrere Tage bis hin zu Monaten speichern und ermöglichen so eine zuverlässige Versorgung, auch wenn die Wärmeerzeugung nicht kontinuierlich erfolgt.
Industrielle Anwendungen
In der Industrie gewinnen thermische Speicher an Bedeutung – als Zwischenspeicher in Produktionsprozessen, zur Nutzung von interner oder externer Abwärme oder in Kombination mit einer Power-to-Heat-Lösung. So ermöglichen thermische Speicher, den Bedarf vom Energieangebot zu entkoppeln und dennoch zeit- und bedarfsgerecht Prozesswärme bereitzustellen. Dies bietet zahlreiche Vorteile im Energiemanagement, zudem werden externe Abhängigkeiten reduziert, Energiekosten gesenkt und die Integration Erneuerbarer Energien gefördert.
Sektorenkopplung und Stromsystem
Durch die Verknüpfung von Strom- und Wärmesektor – etwa mithilfe von Wärmepumpen in Haushalten oder großen Anlagen – helfen thermische Speicher dabei, das Stromnetz zu stabilisieren. Sie können überschüssige Energie aus erneuerbaren Quellen aufnehmen und als Wärme zwischenspeichern. Dadurch ermöglichen sie es auch, günstige Strompreise gezielt zu nutzen.
Kraftwerke
In Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK) tragen Wärmespeicher dazu bei, den Betrieb flexibler zu gestalten. Sie ermöglichen es zum Beispiel, Strom gezielt zu Zeiten hoher Nachfrage oder wenig verfügbarer Erneuerbaren Energien zu erzeugen, während die Wärme zwischengespeichert und zeitversetzt genutzt wird. Auch in die Sonnenwärme zwischenzuspeichern und bei Bedarf Strom oder Wärme bereitzustellen. Sonnenwärme zwischenzuspeichern und bei Bedarf Strom oder Wärme bereitzustellen.
