Die Speicherung von Energie aus erneuerbaren Energieträgern – egal ob thermische Energie oder elektrische Energie – ist eine der Schlüsselfragen bei der Steigerung des Anteils der erneuerbaren Energien an der gesamten Energieversorgung. Denn nur mit funktionierenden und wirtschaftlichen Lösungen für Kurz- und Langzeitspeicher lässt sich die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen signifikant verringern und eine zukunftsfähige, klimafreundliche Energieversorgung herstellen.
Über die Speicherung von Strom habe ich schon einiges berichtet, aber über Wärmespeicher noch nicht. Wärmespeicher sind schon lange in Gebrauch, z-B. in Wohngebäuden für die Bereithaltung von Warmwasser. Thermische Solaranlagen kommen nicht ohne Wärmespeicher aus, da ja nicht immer dann die Wärme benötigt wird, wenn sie vorhanden ist. Dieses Beispiel ist ein Kurzzeit-Speicher, es gibt aber auch schon länger Forschungsprojekte zur Speicherung der thermischen Solarenergie bis in den Winter hinein, z.B. die Nahwärmeversorgung mit Solarenergie in Neckarsulm-Amorbach.
Mehr als zehn Jahre später hat sich die Technik weiterentwickelt, aber die Idee Wärme aus dem Sommer für den Winter nutzbar zu machen, wurde meist nur in kleinen Einzelfällen umgesetzt. Dabei gibt es heute völlig neue Materialien zur Speicherung von Wärmeenergie, so forscht Prof. Dr. rer. nat. Franziska Scheffler vom Institut für Chemie an der Magdeburger Universität an einem Projekt mit Zeolithen zur Speicherung der sommerlichen Wärme für den Winter.
Auf dem Schreibtisch der Professorin steht ein Modell. Gelbe und lilafarbene Stäbchen bilden ein Gerüst. Für den Laien ist es ein lustiges Gebilde. Für Franziska Scheffler ist es die Grundlage ihres Forschungsprojektes. Das Plastikgerüst stellt die Zusammensetzung eines Zeoliths dar. Extrem einfach – eben für Laien gemacht und zur Veranschaulichung gedacht.
In Wahrheit sind Zeolithe, die bereits als Katalysatoren und “Stofftrenner” bekannt sind, höchst komplex. Sie können in mehr als 100 verschiedenen Strukturen auftreten. Was sie aber für Franziska Scheffler so spannend machen: Diese Stoffe können Wärme speichern. Nur leider noch nicht gezielt genug.
“Wir möchten neue Materialien entwickeln, die Wärme noch besser speichern können”, erklärt sie ganz grob das Ziel des Forschungsprojektes. Ihren Antrieb, ausgerechnet in diese Richtung zu forschen, hat sie schnell auf einen Punkt gebracht. Die Technik sei schon lange nutzbar. Aber: “Sie ist einfach noch nicht preiswert genug, um eine breite Anwendung zu finden.” Wärme, die es schon gibt, zu speichern, ist schlichtweg noch zu teuer – kostet immerhin fast 30 Prozent mehr als die Nutzung fossiler Brennstoffe wie Kohle oder Erdöl. “Der Blick ist oft nur auf die Gewinnung und Speicherung elektrischer Energie gerichtet. Dass aber die Hälfte unseres heutigen Energiebedarfs auf die Nutzung von Wärme entfällt, wird oft übersehen. Und hier ist die Wärmespeicherung auf Adsorptionsbasis ein wichtiges Thema ist”, erklärt sie.
Ideale poröse – also durchlässige – Materialien für die Wärmespeicherung zu finden, kann weit führen, meint Franziska Scheffler. Das Einsatzgebiet für die Wärmespeicherung ist so vielfältig wie die Entstehung und Nutzung von Wärme selbst. In vielen Industriezweigen fällt überschüssige Wärme an, die nicht genutzt wird – was sich durch die richtige Technologie ändern könnte. In dieser Technologie müsste das perfekte Speichermaterial stecken – und das soll im Chemischen Institut der Magdeburger Uni gefunden werden.
