70.000 m3 Wasser bei einer Temperatur von 80-90ºC: Das ist die Idee, die Dänemark hatte, um 3.300.000 kWh an erneuerbarer Energie zu speichern.

Dänemark ist in einer Technologie an die Spitze gegangen, die außerhalb des Energiesektors noch kaum sichtbar ist: den sogenannten Groplagern, großen Wärmespeichertanks, die mit heißem Wasser gefüllt sind.

Darin kann Energie aus Restwärme, Solarenergie oder überschüssigem Strom gespeichert werden, um Produktion und Verbrauch voneinander zu trennen und die Verfügbarkeit von Wärme auf den Zeitpunkt zu verlegen, an dem sie am nützlichsten oder günstigsten ist.

Der riesige dänische Speicher für die Heizung

Der repräsentativste Fall findet sich in Høje Taastrup, einer Gemeinde im Nordosten Kopenhagens. Dort gibt es ein Großspeichersystem mit 70.000 Kubikmetern Warmwasser und einer Speicherkapazität von 3.300 MWh.

Es ist nicht an eine bestimmte Wärmequelle angeschlossen, sondern an die Hauptleitungsanlage des städtischen Heiznetzes der dänischen Hauptstadt, sodass die dort angesammelte überschüssige Wärme gespeichert und später genutzt werden kann, wenn andere Heizoptionen teurer sind.

Die Logik des Systems ist einfach: Wenn der Strom billig ist, können die Heizungsunternehmen Elektrokessel oder Wärmepumpen einschalten, um Warmwasser zu erzeugen, und diesen Überschuss im Speicher lagern. Später, wenn der Energiepreis steigt, gelangt die gespeicherte Wärme wieder ins Netz.

Diese Energie kann auch aus Sonnenwärme, Restwärme oder Überschüssen an Wind- und Solarenergie stammen, die Wärmepumpen oder elektrische Heizkessel antreiben. Im Speicher in Høje Taastrup liegt die Wassertemperatur bei etwa 80–90 Grad.

Aalborg CSP, ein Unternehmen, das sich auf die Entwicklung integrierter Energielösungen auf Basis von Wärmespeicherung spezialisiert hat, behauptet, dass diese Technologie den Heizungsunternehmen Flexibilität bietet, da sie es ihnen ermöglicht, Wärmeenergie zu speichern, wenn der Strompreis niedrig ist, und sie wieder zu nutzen, wenn der Preis steigt.

Das Unternehmen entwirft und liefert schlüsselfertige Lösungen für integrierte Energiesysteme, die auf großen Wärmepumpen und Wärmespeichern beruhen. In der Praxis fungiert der Groplager wie eine Wärmebatterie, die dabei hilft, Angebot und Nachfrage im städtischen Netz auszugleichen.

Die größte technische Herausforderung liegt bei der Abdeckung des Behälters. Aalborg CSP hat zwei Lösungen für diese Abdeckung, die als isolierende Barriere fungiert, patentiert. Es handelt sich um eine strukturierte Konstruktion, die der Dampfdiffusion zugänglich ist, damit Dampf durch das isolierte System aufsteigen kann, und die in Abschnitte unterteilt ist, um Regen und Schnee, die auf der Oberfläche liegen, abzuhalten. Im Fall von Høje Taastrup umfasst diese obere Schicht 11.000 Quadratmeter und ist in 10 Abschnitte aufgeteilt, wobei jeder Abschnitt über einen Pumpbrunnen verfügt, um das Wasser von der Abdeckung abzuführen. Das Unternehmen betont, dass dieses Design die Wärmeverluste sowie die Betriebskosten erheblich verringert.

Die Bedienung des Tiefbrunnens hat außerdem das klassische Konzept dieser Lagerhäuser aufgebrochen, die jahrzehntelang dafür konzipiert waren, im Sommer befüllt und im Winter entleert zu werden. In Høje Taastrup arbeiten die Betreiber mit etwa 30 Zyklen pro Jahr, eine Häufigkeit, die die Rentabilität der Investition steigert und die Wärmeverluste verringert, da das Wasser kürzer im Behälter verweilt. Das Unternehmen selbst behauptet, je höher die Anzahl der Beladungs- und Entladezyklen ist, desto schneller amortisiert sich die Infrastruktur.

Der nächste Schritt, den Aalborg CSP untersucht, ist die Installation von Solarmodulen auf dem Dach des Pools. Die Idee besteht darin, dem Gelände eine doppelte Nutzung zu geben: Einerseits zur Wärmespeicherung und andererseits zur Stromerzeugung. Der Vorschlag passt zu einer umfassenderen Vision einer effizienten Energieinfrastruktur, bei der dieselbe Fläche für verschiedene Zwecke genutzt wird und somit der Druck auf das verfügbare Land verringert wird.

Schweden betrachtet die Technologie mit Interesse

Chris Bales, Professor für Energietechnik an der Universität Dalarna, erinnert daran, dass laut einer gemeinsam mit der Universität Halmstad durchgeführten Studie mehr als 200 schwedische Städte gute geologische Bedingungen für die großflächige Wärmespeicherung aufweisen.

Er fügt hinzu, dass die überwiegende Mehrheit der städtischen Heiznetze des Landes potenzielle Bereiche für Wärmespeicherung in angemessener Entfernung zum Netzwerk aufweist, obwohl viele zu klein sind, um das Projekt rentabel zu machen. In solchen Fällen, so sagt er, sei es angebrachter, auf einen Speichertank zurückzugreifen. Er weist außerdem darauf hin, dass es bei Verfügbarkeit eines Groplagers einfacher ist, weitere Wärmequellen anzuschließen, wie beispielsweise die Abwärme lokaler Industrien.