Kick-Off-Meeting Verbundvorhaben TheMatIK

15.11.2016

Am Donnerstag, 10.11.2016 fand bei Fraunhofer UMSICHT in Sulzbach-Rosenberg das Kick-Off-Meeting des Verbundvorhabens »Thermische Speichermaterialien zur Flexibilisierung industrieller Kraftwerke (TheMatIK)« statt. Gemeinsam mit den Projektpartnern enolcon, Uniper und der Ostbayerischen Technischen Hochschule OTH Amberg-Weiden bearbeitet Fraunhofer UMSICHT das Vorhaben »TheMatIK«.

© Foto Fraunhofer UMSICHT

Gemeinsam mit den Projektpartnern enolcon, Uniper und der Ostbayerischen Technischen Hochschule OTH Amberg-Weiden bearbeitet Fraunhofer UMSICHT das Vorhaben »TheMatIK«.

Die Energiewandlung aus fluktuierenden Quellen wie Sonne und Wind ermöglicht noch nicht den vollständigen Verzicht von konventionellen Kraftwerken, die bislang zuverlässig Regelenergie liefern. Gefragt sind Lösungen, die eine Netzstabilität garantieren. Neben dem Ausbau der Netze ist eine möglichst hohe Flexibilität bzw. Regelbarkeit der Stromerzeugungsanlagen nötig. 

»Aktuell stellen hauptsächlich die konventionellen Großkraftwerke Regelenergie bereit. Ein kleinerer Anteil kommt von den Speichertechnologien wie Pumpspeicherkraftwerken«, erklärt Lars Komogowski, wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung Thermische Verfahren. »Das Problem ist jedoch, dass durch die gesetzlich vorgeschriebene Einspeisung von Erneuerbaren Energien bereits existierende industrielle Kraftwerke bei einer Stromüberproduktion in ihrer Stromproduktion gedrosselt werden. Zwar können die KWK-Kraftwerke prinzipiell auf Teillast gefahren werden, das ist jedoch stets mit Effizienzverlusten verbunden.« Denn die Kraftwerkskomponenten wurden ursprünglich für einen anderen Betriebspunkt ausgelegt und waren nicht für einen vermehrten Teillast-Betrieb vorgesehen, der heutzutage immer häufiger gefordert wird.

 

Gefährdung der Wirtschaftlichkeit der konventionellen KWK-Kraftwerke 

Durch die zunehmende fluktuierende Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien wird dadurch die Wirtschaftlichkeit der konventionellen KWK-Kraftwerke gefährdet. Denn die konventionellen KWK-Kraftwerke sind immer seltener unter Volllast am Netz. Aus diesem Grund erwägen die Energiekonzerne mehrere Kohle- und Gaskraftwerke vorübergehend oder dauerhaft vom Netz zu nehmen, was die Gefahr an Versorgungsengpässen in Deutschland erhöht. 

»Was daher nötig ist, ist eine lastflexible Fahrweise bestehender und zukünftiger Kraftwerksanlagen«, erläutert Lars Komogowski. »Diese lastflexible Fahrweise könnte durch die Integration eines Wärmespeichers in konventionelle KWK-Kraftwerke erreicht werden, der die Effizienzverluste teilweise ausgleicht und einen effizienten Betrieb auch bei einem hohen Anteil an Erneuerbarer Energie meistert.«

 

Projektziel 

Im Rahmen des Verbundprojektes  »TheMatIK« entwickelt Fraunhofer UMSICHT gemeinsam mit seinen Projektpartnern ein innovatives (bevorzugt auf metallischen Phasenwechselmaterialien basierendes) Grundmodul eines latenten Wärmespeichers und bewertet dessen thermophysikalische und ökologische Eigenschaften (z.B. Leistungsdichte, Toxizität, Materialkosten). Ziel ist, dessen Einsatz in KWK-Kraftwerken, basierend auf einer Simulation des Gesamtsystems, in verschiedenen Einbindungsmöglichkeiten zu untersuchen und im Labormaßstab auf seine Langzeitstabilität zu überprüfen. 

Das Projekt wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Im Oktober 2016 startete das Verbundvorhaben »TheMatIK«, welches eine Laufzeit von drei Jahren hat.