Computeranimation des neuen Ziegelstein-Wärmespeichers (Bild: web.mit.edu)

Cambridge (pte003/07.09.2017/06:10) –

Mithilfe von riesigen Blöcken aus Ziegelsteinen wollen Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) http://web.mit.edu die US-Industrie mit umweltgerechter Wärme versorgen. Sie sollen mit
Solar- und Windstrom erhitzt werden, der gerade nicht benötigt wird.
Bisher verhindern die Versorger drohende Überschussproduktion meist,
indem sie Windenergieanlagen vorübergehend stilllegen.

Optimale "Wärmebatterie"

Die Forscher um Charles Forsberg glauben, dass es
wirtschaftlicher ist, Überschussstrom in Form von Wärme zu speichern und
Unternehmen, die ständig Prozesswärme benötigen, damit zu versorgen,
als den Strom in Batterien zwischenzulagern. Die Industrie könnte dann
einen Teil der Wärmeenergie, die sie benötigt, ohne Belastung der Umwelt
beziehen. Normalerweise wird Prozesswärme mit Erdgas und Kohle erzeugt.
"Firebrick Resistance-heated Energy Storage" nennt Fordberg die
Entwicklung.

Ziegelsteine haben die Fähigkeit, Wärme über lange Zeit
zu speichern. Geladen wird die "Wärmebatterie" über Drähte, die sich
durch den Steinhaufen schlängeln. Wird Strom hindurchgeschickt, erhitzen
sie sich und geben ihre Energie an die umliegenden Steine ab. Genutzt
wird die gespeicherte Wärme, indem Luft durch Kanäle innerhalb des
turmförmigen Steinhaufens gepumpt wird. Die heiße Luft kann direkt
genutzt werden, um beispielsweise in Lebensmittelfabriken Nahrungsmittel
zu erhitzen.

Zugabe von Chemikalien

Forsberg und sein Team haben einiges an
Forschungsarbeit in die Produktion der Ziegel gesteckt. Sie haben
mehrere Sorten entwickelt, die unterschiedliche Eigenschaften haben. Im
Kern des Steineturms befinden sich Ziegel, die Wärme sehr schnell
speichern und sie ebenso schnell wieder abgeben. Diese Eigenschaft haben
die Forscher durch Zugabe von Chemikalien erzielt. Die äußeren Steine
haben eine nur geringe Wärmeleitfähigkeit – sie wirken als Isolatoren,
die verhindern, dass gespeicherte Energie verloren geht.

Siemens hat gemeinsam mit Ingenieuren der Technischen Universität Hamburg-Harburg http://www.tuhh.de ein ähnliches Konzept realisiert. Deren Wärmespeicher besteht aus einer
losen Schüttung von Natursteinen wie Schotter. Die gespeicherte Solar-
und Windenergie wird hier genutzt, um in einem Dampfprozessstrom zu
erzeugen. Das norwegische Unternehmen EnergyNest hat in Abu Dhabi
ebenfalls einen Wärmespeicher errichtet. Er besteht aus Beton. Thermo-Öl
transportiert die Energie in den Speicher hinein und wieder heraus.
Dort wird überschüssiger Solarstrom verwertet. Nachts wird die Wärme
dann in Strom zurückverwandelt.