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Dr. Christian Thiel, Vorstandsvorsitzender von EnergyNest, und Dr. Volker Klapperich, Produktmanager Spezialtiefbau bei HeidelbergCement

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Peter Michael Dorn

Ausgabe 1/2017Thema: Innovation

Graue Revolution

Norwegisches Start-up EnergyNest

Im Sommer angenehm kühl, im Winter wohlig warm – Beton ist aufgrund seiner hohen Materialdichte ein hervorragender Wärmespeicher. Das norwegische Start-up EnergyNest präsentiert jetzt ein interessantes neues und technisch validiertes Produkt, mit dem Beton sogar zu einem wichtigen Element in der Energiewende werden könnte.

Mit 7.192 Kilowattstunden Strom, dem jährlichen Durchschnittsverbrauch pro Kopf in Deutschland, können 956.536 Scheiben Brot getoastet werden. Da der Stromverbrauch steigt und gleichzeitig bis 2050 erneuerbare Energien wie Wind- und Solarstrom fast die gesamte Stromversorgung in Deutschland gewährleisten sollen, braucht es neue Arten von Energiespeichern. Energie benötigen wir schließlich auch dann, wenn der Wind nicht weht und die Sonne nicht scheint. Wie lassen sich Übermengen aus sonnigen und windigen Tagen zwischenspeichern und bei Bedarf wieder in Wärme und Strom umwandeln? „Wir haben eine Lösung gefunden“, sagt Dr. Christian Thiel, Vorstandsvorsitzender von EnergyNest. Das norwegische Start-up bezeichnet seine Erfindung als Durchbruch in der Speichertechnologie, die es künftig ermöglichen soll, regenerative Energien sehr viel wirtschaftlicher zu nutzen. „Wir setzen auf Beton“, so Thiel. „In Zusammenarbeit mit HeidelbergCement haben wir den Spezialbeton Heatcrete entwickelt.“ Dieser Beton hat eine außergewöhnlich hohe Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität, wodurch er das ideale Medium für große Speichervolumen ist. Das Prinzip funktioniere ähnlich wie bei heißen Steinen in der Sauna, erklärt Thiel. „Wärme wird ein- und wieder ausgeleitet.“ Konkret: Jedes Heatcrete-Modul ist durchzogen von einem Geflecht aus Stahlrohren, in das unter enormem Druck Thermoöl oder Wasserdampf mit einer Temperatur von bis zu 450 Grad Celsius eingeleitet wird. Dank der guten Wärmeleitfähigkeit der Stahlrohre und des Spezialbetons geht die Wärme innerhalb weniger Stunden auf den Beton über, der sich dadurch auf mehrere hundert Grad Celsius aufheizt. Später kann wieder Thermoöl oder Wasserdampf – abgekühlt auf niedrigere Temperaturen – durch die Röhren geleitet werden. Dabei gibt der erhitzte Spezialbeton seine gespeicherte Wärme an das Wärmemedium ab und heizt es auf.

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Wie jedes Material dehnt sich auch Heatcrete durch die Erhitzung aus. „Nur muss sich der Hochleistungsbeton möglichst entsprechend der eingelagerten Röhren ausdehnen und beim Abkühlen wieder schrumpfen. Ansonsten könnten Risse entstehen, die die Wärmespeicherfähigkeit nicht mehr zuverlässig gewährleisten“, so Christian Thiel. „Unsere Entwickler haben diese Herausforderung zusammen mit HeidelbergCement so gut bewältigt, dass der Wärmespeicher fortwährend aufgeheizt und wieder abgekühlt werden kann. Wir erwarten eine Lebensdauer unserer Module von rund 50 Jahren.“

EnergyNest habe der neuartige Betonspeicher im Vergleich zu anderen bisher bekannten Speichern wie Batterien oder Salzwärmespeichern niedrige Wartungskosten. Die Module bestehen aus einfachen, umweltfreundlichen Materialien und können in der Nähe ihres Einsatzortes hergestellt werden. Thiel erklärt weitere Vorteile: „Der Speicher muss zum Beispiel nicht direkt im Windpark stehen. Sie haben in dieser Hinsicht eine hohe Flexibilität. Den Speicher kann man auch in der Erde platzieren. Das bringt dazu die besseren Isolierungseigenschaften.“

Das Speichersystem kann verschiedene Energieformen zur Verfügung stellen: So könnte beispielsweise überschüssiger Windstrom als Wärme im Beton lagern und am nächsten Tag als Elektrizität und Fernwärme in die Netze abgegeben werden. Solarthermische Anlagen in der Wüste hätten einen Hitzespeicher und könnten auch in der Nacht Strom produzieren. Industrielle Abwärme könnte zwischengespeichert und dem Herstellungsprozess später erneut zugeführt werden. Auch eine Kühlung ist möglich.

„Der Spezialbeton Heatcrete hat eine außergewöhnlich hohe Wärmeleitfähigkeit.“

Dr. Christian Thiel

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Ein Speichermodul hat ungefähr die Größe eines 40-Fuß-Schiffscontainers und speichert knapp zwei Megawattstunden Energie. Je nach Bedarf können die 50.000-Euro-Module wie Legosteine aufeinandergesetzt werden, so dass jeder Kunde Speicher nach seinem Bedarf errichten kann.

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Ein Speichermodul hat ungefähr die Größe eines 40-Fuß-Schiffscontainers und speichert knapp zwei Megawattstunden Energie. Je nach Bedarf können die 50.000-Euro-Module wie Legosteine aufeinandergesetzt werden, so dass jeder Kunde Speicher nach seinem Bedarf errichten kann.

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„Die Idee, einen Energiespeicher für alle möglichen industriellen Prozesse anzubieten, ist relativ neu.“

Dr. Christian Thiel

„Die Idee, einen Energiespeicher für alle möglichen industriellen Prozesse anzubieten ist relativ neu. Wir haben ein innovatives Produkt, das einen neuen Markt eröffnet“, so Thiel. „Kunden könnten Industriebetriebe sein, Windparks und Solarkraftwerke oder Stromversorger. Die Möglichkeiten hier sind vielfältig“, so Thiel. „Das ist ein großer Markt.“ Die Technik von EnergyNest eigne sich vor allem, um größere Energiemengen über einen längeren Zeitraum zu speichern. Das Unternehmen nennt eine Verlustrate von einem Prozent pro vergangenem Tag beziehungsweise eine Wärmewirkungsgrad-Rate von 95 Prozent.

Das System auf dem Markt zu etablieren, erfordert viel Überzeugungskraft. „Bisher haben uns private Investoren nach vorne getragen, aus Norwegen, Großbritannien, USA und Deutschland“, so Thiel. Der nächste Schritt sei nun, nach erfolgreicher Pilotierung und Langzeittests unter verschiedenen Stressbedingungen, der kommerzielle Einsatz in der Praxis.

Im Ausland gibt es bereits erste Anwender der neuen Technologie. Das Sonnenwärmekraftwerk Beam Down in Masdar City, eine Null-Emissions-Wüstenstadt in den Arabischen Emiraten, speichert seine Energie bereits mit dem neuartigen Wärmespeicher. Dass die Technik funktioniert, wurde unlängst durch die Prüfgesellschaft DNV GL bestätigt.Conny Eck

Ansprechpartner

volker.klapperich@heidelbergcement.com

Links

www.heidelbergcement.de
www.energy-nest.com

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