In Deutschland, Europa und auch weltweit wird die Einspeisung aus nicht planbar einsetzbaren Stromerzeugungsanlagen in den nächsten Jahren deutlich zunehmen. Ein hoher Anteil fluktuierender Einspeisung ist dabei aus Photovoltaik- und Windenergieanlagen zu erwarten. Die netzkonforme Inte-
gration fluktuierender erneuerbarer Energie erfordert künftig erhebliche Flexibilitätssteigerungen beim Betrieb konventioneller Kraftwerke. Die Integration von thermischen Energiespeichern in den Kraftwerksprozess kann dabei erhebliche Verbesserungen schaffen, so etwa bei Laständerungsgeschwindigkeit, Teillastverhalten und der betrieblichen Verfügbarkeit. Auch bei Bestandsanlagen bestehen so gute Aussichten auf eine Ertüchtigung für flexiblere Fahrweisen, was relativ kurzfristig erreichbare Verbesserungen im Energiesystem verspricht.

Ziel des laufenden BMWi-Verbundforschungsvorhabens „FLEXI-TES“ ist die durch Wärmespeicher gestützte Flexibilisierung von Kohlekraftwerken. Dabei sollen die Möglichkeiten der Integration thermischer Energiespeicher (TES) sowohl in Neu- als auch in Bestandsanlagen erarbeitet werden. Augenmerk liegt auf der technischen Realisierbarkeit und auf der Wirtschaftlichkeit der TES-Integration.

Dazu werden verschiedene Speicherintegrationskonzepte erarbeitet und aus einem breiten Spektrum an TES-Optionen technologieabhängige Flexibilisierungspotentiale von Kohlekraftwerken ermittelt. Die Bewertung favorisierter TES-Integrationskonzepte bezieht zusätzlich sowohl Auswirkungen auf einzelne Teilsysteme (Turbine und Dampferzeuger) als auch auf das Gesamtsystem Kraftwerk ein und beinhaltet neben thermodynamischen Simulationsmodellen auch Betriebskonzepte, wirtschaftliche Bewertungen, Auslegungsrechnungen und Materialuntersuchungen. Die erzielten Ergebnisse dienen nach Abschluss des Vorhabens als Grundlage zur Demonstration einer vielversprechenden TES-Technologie in einem bestehenden Steinkohlekraftwerk.

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Autor: Michael Krüger, Volker Dreißigacker, Freerk Klasing (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Technische Thermodynamik, Stuttgart / Köln), Thomas Loeper (Siemens AG, Erlangen), Marcel Richter (Universität Duisburg-
Essen, Lehrstuhl für Umweltverfahrenstechnik und Anlagentechnik (LUAT), Essen)
Bildquelle: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)