Nicole Weinhold
Kohlekraftwerke zu Wärmespeicherkraftwerken umbauen will das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) zusammen mit RWE. Statt aus der Verbrennung fossiler Rohstoffe beziehen Wärmespeicherkraftwerke ihre Energie aus erneuerbaren Quellen, zum Beispiel aus Sonnen- oder Windkraft. Durch den Umbau könnte ein Großteil der vorhandenen Kraftwerksinfrastruktur weiter genutzt werden. Dazu hat das DLR ein Positionspapier verfasst. Karsten Lemmer, DLR-Vorstand für Energie und Verkehr, erklärt, pro Kohlekraftwerk könne man mit einer Speicherung im Gigawattstundenbereich rechnen.
Flüssigsalz als Wärmespeichermedium
Die DLR-Speicherkraftwerke sollen Flüssigsalz als Wärmespeichermedium nutzen. Mit der Wärme wird Wasserdampf erzeugt, der die Turbinen des Kraftwerks antreibt. Generatoren wandeln dann die mechanische Leistung der Turbinen in Elektrizität um. Die Forscher des DLR haben sich für Flüssigsalz als Speichermedium entschieden, weil es kostengünstig, weltweit verfügbar und bereits umfangreich erprobt ist – etwa in solarthermischen Kraftwerken. In flüssiger Form kann es bei Temperaturen zwischen 200 und 600 Grad Celsius eingesetzt werden kann.
Mit Hilfe von Wärmespeicherkraftwerken könnte die volatile Einspeisung aus Wind und Sonne ausgeglichen, das Netz geschont werden und Strom nach Bedarf bereitgestellt werden. Ist überschüssiger Strom aus Wind oder Solar verfügbar, wird das flüssige Salz auf über 400 Grad Celsius erhitzt und für eine Nacht gespeichert.
Kohlekraftwerkinfrastruktur weiter nutzen
Interessant an dem DLR-Konzept ist vor allem die Möglichkeit, die bestehende umfangreiche Kohlekraftwerkinfrastruktur weiter zu nutzen. Ersetzt werden Kohlespeicher und Verbrennungsteil, Netzanschlüsse und Turbinen werden weiter genutzt. Das spart hohe Kosten für den Aufbau einer Speicherinfrastruktur. Arbeitsplätze könnten zudem zum Teil erhalten bleiben.
Dunkelflaute mit Biogas überbrücken
Bei Dunkelflauten, wenn also über mehrere Tage zu wenig Wind weht die Sonne kaum scheint, sodass der Wärmespeicher den Bedarf nicht decken kann, lässt sich durch Zufeuern von Biogas oder fossilen Brennstoffen eine garantierte Leistung erbringen.
Second Life mit Gas
Die DLR-Experten sprechen vom ersten Leben, First Life, des Kohlekraftwerks und dem dritten Leben, Third Life, als Wärmespeicher. Das zwei Leben, Second Life, ist für sie der Einsatz von Erdgas statt Kohle als Übergang sowie als weiteren Zwischenschritt ein Hybridkraftwerk, bei dem sowohl Wärmespeicher als auch Gasbefeuerung genutzt werden, um Dampf zu erzeugen. Das dürfte ganz im Sinne des Partners RWE sein, der gern die fossilen Großstrukturen in Händen behält. Eine Testanlage soll im Rheinischen Revier von RWE entstehen. Dort sollen das Kraftwerkskonzept und der Flüssigsalzwärmespeicher einem umfassenden Praxistest unterzogen werden. „Salz könnte am Stahlbehälter korrodieren, auch das muss untersucht werde“, sagt Lemmer.
Testanlage mit 100 Tonnen flüssigem Salz
Wärmeenergie in Flüssigsalz zu speichern, testet das DLR-Institut für Technische Thermodynamik am Standort Köln seit September 2017 mit einer Testanlage, die unter dem Namen Tesis läuft (Test Facility for Thermal Energy Storage in Molten Salt). 100 Tonnen flüssiges Salz zirkulieren in der Testanlage des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Köln. Sie werden abwechselnd von 250 auf 560 Grad Celsius aufgeheizt und wieder abgekühlt. Mit der Testanlage werden Flüssigsalzspeicher sowie einzelne Anlagenbauteile getestet. Die DLR-Forscher rechnen damit, dass sich die Kosten für Flüssigsalzspeicher durch die Weiterentwicklungen im Rahmen der Anlage um bis zu 40 Prozent reduzieren lassen.
Das DLR will zudem ein Institut für CO2-arme Energieprozesse in der Lausitz gründen.
