Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE| Laufzeit: | 12/2023 - 11/2026 |
| Auftraggeber / Zuwendungsgeber: |
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) This project has been funded by partners of the CETPartnership through the Joint Call 2022. |
| Kooperationspartner: | Danmarks Tekniske Universitet; Schniewindt GmbH & Co. KG; Seamthesis Srl; Hyme Storage ApS; Istituto Nazionale di Fisica Nucleare |
| Projektfokus: |       |
LoCoMoSa – Kostengünstiger Salzschmelze-Wärmespeicher für Industrieprozesse
Betrachtetes System aus Mittelspannungs-Power-to-Heat, Zweitank-Salzschmelzespeicher und additiv gefertigtem Dampferzeuger zur Wärmebereitstellung für die Industrie.
Die Energie wird zu Zeiten niedriger Strompreise bei hohen Erträgen erneuerbarer Energien gespeichert, um den Strombezug zu Zeiten hoher Preise zu vermeiden.
Simulation des Energiebezugs und der auflaufenden Energiekosten im Jahresverlauf für ein vorgegebenes Lastprofil eines Industriestandorts für das Jahr 2023 in drei Szenarien: voll elektrisch (anhand variabler Preise), voll gasbasiert (mit festem Gaspreis) und hybride Lösung (50 % elektrisch anhand variabler Preise + 50 % gasbasiert mit festem Gaspreis).
Das Projekt »LoCoMoSa« zielt darauf ab, ein kosteneffizientes thermisches Energiespeichersystem mit mittlerer bis langer Speicherdauer auf der Basis von geschmolzenem Salz zu entwickeln und zu demonstrieren. Bereitgestellt werden soll Wärme für Industrieprozesse bei Temperaturen von 120 - 450 °C. Durch die Entwicklung eines mit Mittelspannung betriebenen Salzschmelzeheizers werden die Gesamtkosten des Heizers, einschließlich der Installation, erheblich gesenkt. Der Speicher kann zu Zeiten hoher Erträge an günstiger, erneuerbarer Energie geladen werden, was niedrigere Energiekosten und gleichzeitig eine hohe Versorgungssicherheit für die Industrie sicherstellt. Je nach Zielprozess und Charakteristik des lokalen Strommarktes kann die Energie für einige Stunden bis zu einer Woche gespeichert werden.
Im Rahmen des Projekts werden die Herausforderungen der Dekarbonisierung in der Industrie mit Prozesswärmebedarf bei mittleren Temperaturen adressiert. In Systemsimulationen werden die Betriebsweisen und Anwendungsfälle hinsichtlich ihres Potenzials für eine wirtschaftliche Umsetzung analysiert. Zu Zeiten niedriger Strompreise bei hohen Erträgen erneuerbarer Energien wird dabei Energie thermisch gespeichert, um den Strombezug zu Zeiten hoher Preise zu vermeiden und die Prozesswärme bedarfsgerecht bereitzustellen. Als erstes Projektergebnis zeigte sich dabei, dass eine Umsetzung bereits aktuell, trotz vergleichsweiser günstiger Gaspreise, zu großen Einsparungen führen kann. Ziel des Projekts ist es, die Effizienz und Zuverlässigkeit der Technologie darzustellen und dazu beizutragen, Markteintrittshürden zu senken. Dafür wird ein Demonstrator im Technikumsmaßstab entworfen und aufgebaut, um die thermischen Eigenschaften des Systems zu untersuchen.
Die Wärme wird aus dem thermischen Energiespeicher über einen additiv gefertigten Dampferzeuger ausgekoppelt. Dabei wird eine neuartige Wärmeaustauschgeometrie verwendet, um den Materialeinsatz und die Größe zu reduzieren, während gleichzeitig der Wirkungsgrad maximiert und Totzonen minimiert werden.
Zu den Aufgaben am Fraunhofer ISE gehören neben der Systemsimulation die Auslegung und der Aufbau des Demonstrators sowie die Durchführung von Auslagerungstests zur Untersuchung der Materialkompatibilität des additiv gefertigten Dampferzeugers mit den in Frage kommenden Salzmischungen. Diese Tests sind notwendig, um die langfristige Zuverlässigkeit und Effizienz des Systems sicherzustellen.
