Siemens speichert Windenergie als Wärme

Steine für die Energiewende: Eine Schüttung aus Basalt ist das Speichermedium, mit dem Siemens ab 2017 überschüssigen Windstrom speichert, um ihn bei Flaute ins Netz zu speisen. Gemeinsam mit der Technischen Universität Hamburg (TUHH) und dem städtischen Energieversorger Hamburg Energie forscht das Unternehmen schon jetzt an der Speicherlösung, die Maßstäbe bei der Wirtschaftlichkeit setzt.

Überschüssige Windenergie lagert beim Projekt Future Energy Solution, kurz FES, in Wärme umgewandelt in einer Steinschüttung, die mit einem Isoliermantel geschützt ist. Ähnlich wie ein Heißluftfön bringt ein Gebläse mittels elektrisch erhitzten Luftstromes die Steine auf Temperatur. Beim Ausspeichern erhitzen die heißen Steine wiederum den Luftstrom, der dann einen Dampfkessel beheizt. Bei zusätzlichem Strombedarf wandelt eine Dampfturbine die Energie zurück in Strom. Das einfache Prinzip verspricht einen äußerst kostengünstigen Aufbau. Das Projekt erhält deshalb eine Forschungsförderung vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.

Aktuell betreibt Siemens in Hamburg-Bergedorf einen Testaufbau. Dort erforscht das Unternehmen gemeinsam Michael von der Heyde, Institut für Thermofluiddynamik der TUHH, wie das Laden und Entladen des Speichers besonders effizient gestaltet werden kann. Getestet wird der Speicher mit Temperaturen von über 600 Grad Celsius. Da in Bergedorf der Test der thermischen Voraussetzungen im Mittepunkt steht, fehlt dort die Rückverstromung.

Die komplette Energieumwandelung vom Strom zur Wärmespeicherung und zurück zum Strom wollen die Forscher erstmals ab Frühjahr 2017 erproben. Dann entsteht ein vollständiger thermischer Speicher auf dem Gelände der Aluminiumhütte Trimet in Hamburg-Altenwerder südlich der Elbe an der Autobahn A7. Die FES im Vollformat wird etwa 36 Megawattstunden (MWh) an Energie speichern können – in einem Behälter mit rund 2.000 Kubikmetern Gestein. Die darin gespeicherte Wärme reicht aus, um in einer Siemens Kompakt-Dampfturbine bis zu 24 Stunden lang eine Leistung von bis zu 1,5 Megawatt Strom zu erzeugen. Wirkungsgrade um 50 Prozent sind mit dem Konzept möglich. „Die Technologie unseres FES-Speichers setzt bewusst auf größtenteils bewährte Technik“, sagt Siemens Projektleiter Dr. Till Barmeier. „Da wir hier mit erprobten thermischen Komponenten und einer seriengefertigten Dampfturbine arbeiten, können wir innerhalb weniger Jahre eine praxistaugliche Lösung anbieten.“