Wärme ist einer der wichtigsten Energieträger und wird sehr oft ignoriert und verschwendet. Geschickte Wärmespeicherkonzepte sind deshalb entscheidend für die Energiewende. Aber auch Sie als Privatkunde können mit dem Anschluss an einen Wärmeverbund oder mit einer Wärmepumpe positiv zur Energiewende beitragen. Und als Unternehmerin steht Ihnen Primeo Energie mit nachhaltigen Wärmelösungen zur Verfügung – von der Arealentwicklung bis zur Inbetriebnahme der geeigneten Wärmeanlage sind wir für Sie da.
Text: Andreas Schwander
Jedes Haus benötigt Wärme – zum Heizen und fürs Brauchwasser. Darüber hinaus gibt es in der Industrie einen gigantischen Wärmeverbrauch für sogenannte Prozesswärme. Das kann Dampf für Prozesse in der chemischen Industrie sein oder die Wärme, die es braucht, um Metall zu schmelzen oder Zement zu erzeugen. Gleichzeitig ist Wärme die am meisten verschwendete und am leichtesten zu erzeugende Energieform. Denn mehr als zwei Drittel der von der Menschheit verbrauchten Energie wird nicht genutzt, sondern entweicht als Abwärme.
Boiler und das ganze Haus
Der klassische Wärmespeicher im Haus ist der Boiler, der meist in der Nacht das Wasser für den Tagesbedarf aufheizt. Doch auch das ganze Haus kann ein Wärmespeicher sein – Böden, Wände, Möbel. Voraussetzung ist eine gute Isolation. Zudem verhalten sich unterschiedliche Materialien wärmetechnisch unterschiedlich. So kann Beton sehr viel Wärme speichern, nimmt sie aber nur langsam auf und gibt sie auch nur langsam ab. Das merkt man, wenn Parkhäuser nach Hitzeperioden noch wochenlang warm sind. Lehm dagegen nimmt Wärme schnell auf und gibt sie schnell ab. Damit lässt sich spielen – vor allem, wenn die Wärmeerzeugung von grossen Glasfenstern noch dazukommt. So sind Häuser möglich, die sich nur mit dem solaren Direktgewinn der Fenster heizen lassen und Wärme über mehrere Tage in Wänden und Böden speichern können. Das System eignet sich für Einfamilienhäuser, Schulhäuser mit grossen Fenstern oder für Bürogebäude. Das «Kochrezept» dafür ist denkbar einfach: Fassaden bestehen zu maximal einem Drittel aus Fenstern. Wände und Böden bedeckt man nicht zu mehr als zu einem Drittel mit Bildern, Möbeln oder Teppichen. Und Böden sollten möglichst dunkel und aus mineralischem Material sein – etwa aus gefärbtem und angeschliffenem Beton oder aus Schieferplatten.
Ein gut isoliertes Haus kann selbst als Wärmespeicher dienen.
Sommersonne im Winter
Aber auch für traditionell gebaute Häuser gibt es neben dem Boiler, der die Energie für einen Tag speichern kann, andere Möglichkeiten der Wärmespeicherung. Sinnvoll wären vor allem Saisonspeicher, welche die Wärme des Sommers in den Winter holen. Das Fraunhofer-Institut in München hat einen sogenannten Zeolithspeicher entwickelt. Zeolithe sind Keramiken mit sehr grosser innerer Oberfläche. Wenn sie Wasser aufnehmen, geben sie Wärme ab. Das Material ist billig, unendlich lange haltbar und kann am selben Ort untergebracht werden wie ein Öltank. Eine Eigenverbrauchs-Solaranlage kann, sobald nicht mehr der ganze produzierte Strom im Haus verbraucht wird, mit dem überschüssigen Strom Wärme erzeugen und den Zeolithspeicher austrocknen. Wenn im Herbst geheizt werden muss, befeuchtet das System das Material, das dann die Wärme über einen Wärmetauscher an den Heizkreislauf abgibt. Der Vorteil ist, dass das System sich sehr gut mit bestehenden Installationen kombinieren lässt und das Stromnetz nicht belastet.
Doch auch die Wärmepumpe hat noch ein paar Tricks parat – vor allem die besonders effiziente Sole-Wasser-Wärmpumpe, welche die Energie über eine Erdsonde aus 40 bis 100 Metern holt. Sie kann nämlich nicht nur Wärme hochholen, sondern auch hinunterbringen. Diese Wärmepumpen können im Sommer mit Sonnenergie rückwärtslaufen und das Haus kühlen. Die dabei entstehende Heizwärme lagern sie über die Erdsonde im Boden ein und holen sie im Winter wieder zurück.
Stillgelegte Kohlekraftwerke als Stromspeicher
Das Deutsche Institut für Luft- und Raumfahrt (DLR) befasst sich nicht nur mit Flugzeugen, sondern auch mit Wärme. Es plant riesige thermische Energiespeicher, welche die Wärme bei Bedarf wieder zu Strom machen, aber auch als Fern- und Prozesswärme abgeben können. Als Basis dafür sollen die weitläufigen Areale ausgedienter Kohlekraftwerke dienen. Dabei bleiben die Turbine und der Generator erhalten. Der Hochleistung-Netzanschluss ist ebenfalls schon vorhanden. Die thermischen Speicher werden in die alten Kohlebunker eingebaut. Zum System gehören auch Solar- oder Windkraftanlagen, die nicht am Strommarkt teilnehmen. Sie werden ab einer gewissen Marktsättigung, sprich einem gewissen Mindestpreis, aus dem Strommarkt genommen. Dann produzieren sie nur noch Wärme, die den Speicher lädt. Das hat auf den Strompreis eine stabilisierende Wirkung und erzeugt kalkulierbare Preise für die Wärme. Die installierte Leistung im System an Wind- und Sonnenenergie muss dabei mindestens fünfmal so hoch sein wie jene der Dampfturbine, welche die Wärme zurück in Strom verwandelt.
Kohlekraftwerke könnten nach ihrer Stilllegung eine wichtige Rolle in der Energiewende als Energiespeicher spielen.
Salz und Vulkangestein
Wärme mit Vulkangestein speichern: Das war ebenfalls schon einmal sehr heiss und ist auf der ganzen Welt in grossen Mengen billig verfügbar. Aber auch andere Verfahren werden entwickelt, etwa mit Metallen, die bei bestimmten Temperaturen ihre Kristallstruktur ändern und dabei sehr viel Wärme aufnehmen oder abgeben können. Ähnliches geht auch mit sogenannten Phase-Change-Materials (PCMs). Sie nehmen beim Übergang von fest auf flüssig und umgekehrt sehr grosse Mengen an Wärme auf und geben sie umgekehrt wieder ab. Dabei handelt es sich meist um Salze, die dann in flüssigem, mit Wärme aufgeladenem Zustand auch gepumpt werden können. Damit lässt sich ein solcher Wärme-Akku sehr schnell entladen.
Vulkangestein ist überall auf der Welt billig und in grossen Mengen verfügbar und eignet sich hervorragend zur Speicherung von Wärme.
Primeo Energie bietet sowohl für Privatkunden als auch für Unternehmen die perfekte Wärmelösung – sei es mit einzelnen Komponenten zur Optimierung der Heizung bis zum schlüsselfertigen Blockheizkraftwerk im Contracting-Verfahren.
