ENERGIEFORSCHUNG 03. Mai 2018 Stephan W. Eder

DLR arbeitet an Gigabatterie

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) stellt erstmals auf der Hannover Messe eine Technologie für Energiespeicher im Gigawatt-Maßstab vor.

Strom zu Wärme zu Strom: Sogenannte Carnot-Batterien lohnen sich erst, wenn CO2-Preise deutlich steigen.
Foto: DLR

Mit steigenden Anteilen schwankender erneuerbarer Stromerzeugung aus Photovoltaik- und Windkraftanlagen in Deutschland und der Welt wächst die Notwendigkeit, große Mengen elektrischer Energie über mehrere Tage preiswert zu speichern. Batteriespeicher sind hierfür heute und in absehbarer Zeit zu teuer und zu wenig zyklenfest.

Nach Einschätzung des Physik-Nobelpreisträgers Robert Laughlin werden in einem CO2-neutralen Energiesystem der Zukunft Strom-Wärme-Strom-Speicher, sogenannte Carnot-Batterien, die Schlüsseltechnologie für die Speicherung großer Elektrizitätsmengen darstellen. Das Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) stellte auf der Hannover Messe diese neue Technologie vor.

Ihre Grundlage ist das Power-to-Heat-Prinzip: Überschüssiger Ökostrom wird in Wärme umgewandelt und in einem Speichermedium langfristig zwischengespeichert. Bei der Carnot-Batterie wird dem Wärmespeicher nicht die Wärme direkt entnommen – wie man es zum Beispiel bei Quartiers-Wärmespeichern macht – sondern die Wärme wird wieder in Strom umgewandelt. Daher der Name Batterie, so André Thess, Direktor des DLR-Instituts für Angewandte Thermodynamik in Stuttgart.

In einer Carnot-Batterie wird der Strom mittels einer Hochtemperaturwärmepumpe in Wärme auf einem Temperaturniveau zwischen 50 °C und 500 °C umgewandelt. Diese Wärme wird preiswert in Wasser (50 °C) oder Flüssigsalz (500 °C) gespeichert und bei Bedarf mittels eines Wärmekraftprozesses in Strom zurückverwandelt. Je nach Medium und Anlagenkonfiguration liegen die erreichbaren Wirkungsgrade, so Thess, zwischen 35 % und 75 %.

Thess hofft, dass man in fünf Jahren eine vorzeigbare Technologie entwickelt hat und in zehn Jahren soweit ist, sie kommerzialisieren zu können. Preiswert werde eine solche Batterie nicht sein: Die Technologie wird laut Rechnung des DLR-Forschers erst wettbewerbsfähig, wenn der CO2-Preis eine Größenordnung von 50 €/t bis 100 €/t – statt aktuell etwa 13 €/t – erreicht. kur

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