Länder wie Costa Rica machen es vor: 98 Prozent des Energieverbrauchs des Karibikstaats wird aus erneuerbaren Energiequellen gewonnen. In Deutschland mit einem Anteil von etwa 38 Prozent hat da noch ordentlich Luft nach oben. Eine große Herausforderung beim Einsatz erneuerbaren Energien ist, dass ihre Verfügbarkeit meist Schwankungen unterliegt. Die Sonne scheint nicht 24/7 und auch Windkrafträder produzieren nicht durchgehend Strom. Auf der anderen Seite findet oft eine Überproduktion statt, zum Beispiel an besonders sonnigen Tagen, an denen die erzeugte Energie gar nicht vollständig genutzt werden kann. Die Speicherung dieser Energie für einen späteren Zeitpunkt ist daher ein wichtiger Aspekt für die Energiewende.
Lösungsansätze gibt es dafür schon viele. Batterien, Pumpspeicher oder Power-to-Gas sind einige, die schon im Einsatz sind. Elektrische Energie kann jedoch auch als thermische Energie gespeichert werden. Das Google-Projekt Malta macht das zum Beispiel mithilfe einer Wärmepumpe.
Ein modulares System mit hoher Energiedichte
Und auch das von der Universität des Saarlandes geförderte Projekt Kraftblock setzt auf thermische Energie als Speicherart: Hier wird eine Art Granulat verwendet, das mit einer Vielzahl von Wärmeträgermedien wie Luft, Rauchgas, flüssigem Salz oder sogar Thermoöl kompatibel ist. Die Oberfläche des Granulats ermöglicht den Wärmeübergang in das Speichermaterial und wieder hinaus. Die Gesamtfunktion des Speichersystems ist relativ simpel. Vom Transfermedium wird Wärme durch das Speichermaterial geleitet und absorbiert. Wird die gespeicherte Energie wieder benötigt, kehrt sich der Ladevorgang um: Ein kaltes Transfermedium durchströmt das Granulat und entzieht die Wärmeenergie. Diese Systeme werden in stapelbare, kombinierbare Containereinheiten gepackt und können fast überall aufgebaut werden. Außerdem verfügen sie über eine hohe Energiedichte, die es ermöglicht, Energie in einem Bruchteil des Raums zu speichern. Bisher wurden die Energiespeicher-Blöcke auf 15.000 Ladezyklen getestet, die sie ohne großen Kapazitätsverlust aushielten. Im Vergleich dazu müssen Lithiumzellen nach etwa 6.000 Ladezyklen ausgetauscht werden.
Ein weiterer Vorteil: Das Granulat der „Kraftblöcke“ wird aus bis zu 85 Prozent recycelten Materialien hergestellt und kann enorme Hitze aushalten. Temperaturen bis zu 1.300°C können damit gespeichert werden – das macht die Speichersysteme nicht nur anwendbar für überschüssige Solar- oder Windenergie, sondern auch für Industriewärme. Nach Angaben von Kraftblock werden allein in Deutschland derzeit 280 TWh überschüssige Industriewärme freigesetzt. Temperaturen von mehr als 500°C ermöglichen es den Energieversorgern zum Beispiel Fernwärme zu erzeugen. Oft steht die Wärmeenergie jedoch nur für ein paar Stunden pro Tag zur Verfügung oder wird in einem kurzen Zeitraum in großen Mengen freigesetzt. Als Übergangshilfe zur Energiewende wäre die Einsatzmöglichkeit dieser Speichermethode ein wichtiger Punkt, um die Verbrennung fossiler Brennstoffe, die realistisch gesehen wohl nicht von einem Tag auf den anderen verschwinden wird, zumindest ein wenig nachhaltiger und effizienter zu gestalten. Doch wesentlich interessanter und nachhaltiger sind die Anwendungsmöglichkeiten der Blöcke hinsichtlich der Energiespeicherung erneuerbare Energien. Wenn die Entkopplung der Energieerzeugung vom Verbrauch durch Speichertechnologien zügig umgesetzt wird, steht einer Abkehr von fossilen Brennstoffen nichts mehr im Wege.
