Das derzeitige Wissen über große thermische Energiespeicher beschränkt sich auf eine kleine Anzahl von umgesetzten Projekten. Um diesen Umstand nachhaltig zu ändern, hat ein Projektteam von 23 europäischen Forschern, Technologieanbietern, Baufirmen und Wärmenetzbetreibern unter der Leitung des steirischen Forschungsinstituts AEE – Institut für Nachhaltige Technologien (AEE INTEC) eine Projektidee entwickelt, die zukünftig eine robuste, sichere, kostengünstige und nachhaltige thermische Energiespeicherung im großen Maßstab gewährleistet und hat damit das EU-Projekt „TREASURE – Neuartige Großwärmespeichertechnologien in Nah- und Fernwärmenetzen“ gewonnen (Forschungsprogramm Horizon Europe). Volumen: 11 Millionen Euro.

Projektinhalte und Zielsetzungen:

Die Ziele des Projektes sind es, Innovationen auf dem Gebiet der Komponenten- und Systementwicklung zu liefern und damit eine erhebliche Kostenreduktion zu ermöglichen:

Die Forschung richtet ihr Augenmerk hier einerseits auf Baukonstruktionen für Speicherwände und Speicherabdeckungen, die insbesondere für den urbanen Raum flächeneffiziente Lösungen bieten und somit trotz geringer Flächenverfügbarkeit und hoher Grundstückskosten umgesetzt werden können.

Um Bauabläufe zu optimieren, die Bauqualität zu erhöhen und die Kosten zu senken, ist ein erklärtes Projektziel die Erweiterung des im Gebäudebereich hinlänglich bekannten „Building Information Model“ (BIM) auf die Erfordernisse von Großwärmespeichern.

Die Entwicklung von sogenannten „digitalen Zwillingen“ von Großwärmespeichern erlaubt nicht nur in der Planung ein simulationsgestütztes Optimieren des Speicher- und Systemdesigns, sondern bietet auch die Basis für eine effiziente Betriebsführung und Regelung über die gesamte Speicherlebensdauer.

TREASURE zeigt weiters die Funktion und die Wirtschaftlichkeit der Technologie anhand von 7 im Laufe des Projektes umzusetzende Großwärmespeicherprojekte. Eine enge Begleitung des Planungs-, des Bau- und teilweise auch des Anlagenbetriebs (Monitoring) garantiert bestmöglichen Wissensgewinn und den Austausch im Projektkonsortium bzw. der interessierten Branche.

Das generierte Wissen soll weiteren 14 europäischen Vorhaben für Großwärmespeicher zugänglich gemacht werden (sogenannte Satelliten-Projekte).

Der Hauptnutzen des Projektes liegt in der Abbildung der Funktionalität sowie der Wirtschaftlichkeit von Großwärmespeichertechnologie. Die aus der Projektabwicklung gewonnenen Erkenntnisse werden zukünftig eine breite Informationsbasis und innovative Lösungsansätze für Investoren, Fernwärmebetreiber, Entscheidungsträger, Baufirmen und Ingenieure liefern, welche wiederum wichtige Beiträge zur Beschleunigung des Marktwachstums von Großwasserwärmespeichern in Europa leisten werden.

Sieben konkrete Umsetzungen von großtechnischen Wärmespeichern in europäischen Städten:

Insgesamt sollen im Projekt sieben unterirdische Großwasserwärmespeicher mit Volumen zwischen 18.000 und 500.000 m³ in 5 europäischen Ländern umgesetzt werden, sprich, von der Planung, der baulichen Umsetzung bis hin zum Betrieb begleitet werden. Dabei wird Wärme aus unterschiedlichen erneuerbaren Energien und industrieller Abwärme gespeichert, um fossil generierte Wärme aus Kohle, Erdöl und Erdgas zu substituieren. Die 7 Demonstratoren befinden sich in unterschiedlichen Planungs- und Umsetzungsständen, weshalb einige bereits im Jahr 2026 und andere in 2027 in Betrieb gehen sollen. Nachfolgend werden die Eckdaten und die Einsatzsituationen der 7 Umsetzungsprojekte im Überblick beschrieben:

Die sieben Demonstratoren und ihre Einsatzsituationen im Überblick:

Polen:

Großwärmespeicher in Choszczno (25.000 m³)

Hier wird ein Kohleheizwerk teilweise durch Solarthermie und Wärmepumpen ersetzt. Die Kohlenheizung soll zukünftig nur noch für Spitzenlastabdeckung genutzt werden. Der Speicher soll als Saisonalspeicher betrieben werden.

Großwärmespeicher in Bytom (40.000 m³ – 100.000 m³).

Der Speicher soll bivalent mittels Kompressionswärmepumpe und Biomasseheizwerk betrieben werden und den Einsatz von Kohle ersetzen.

Deutschland:

Großwärmespeicher in Hechingen (18.000 m³)

Der Speicher nimmt im Sommerhalbjahr Wärme aus Solarthermie und Geothermie auf und speist im Winterhalbjahr zwei Kompressionswärmepumpen. Die Spitzenlast im Winter wird durch eine Erdgaskesselanlage abgedeckt.Eine Besonderheit dieses Vorhabens ist die Errichtung in einer alten Baugrunddeponie.

Großwärmespeicher in Rostock (500.000 m³)

Der Speicher wird als Teil eines größeren Systems, mit Einbindung von industrieller Abwärme sowie Kompressionswärmepumpen errichtet. Das Gesamtsystem für die Stadt Rostock wird insgesamt fünf Speicher beinhalten, welche sowohl eine Kurzzeit- als auch Langzeitspeicherung ermöglichen.

Serbien:

Großwärmespeicher in Pancevo (200.000 m³)

Der Speicher in Pancevo wird über thermische Solarenergie beladen und in Verbindung mit einer Absorptionswärmepumpe und einem Gaskessel betrieben.

Frankreich:

Großwärmespeicher in Pau (350.000 m³)

Hier wird der Speicher als Kurzzeit- und als Langzeitspeicher betrieben und an industrielle Abwärme sowie eine Kompressionswärmepumpe gekoppelt.

Österreich:

Großwärmespeicher in Wien (40.000 m³)

Wien Energie plant einen Speicher von 40.000 m³ auf der Basis der Erdbeckentechnologie. Die Anlage sollte an das primäre Fernwärmenetz angebunden werden. Die Lade- und Entladestrategie orientiert sich an die energiewirtschaftlichen Rahmenbedingungen und Eigenschaften des Erzeugungsportfolios.

Die 23 Projektpartner im Überblick:

Das Projekt TREASURE wird von AEE INTEC (Projektleiter Dr. Wim van Helden) geleitet und umfasst insgesamt 23 Projektpartner:innen entlang der Wertschöpfungskette:

Fernwärmebetreiber:innen:

Wien Energie

Stadtwerke Hechingen (Deutschland)

Stadt Rostock (Deutschland)

JKP Grejanje Pancevo (Serbien)

Stadt Pau (Frankreich)

SEC Region (Polen)

Energiedienstleistungsfirmen:

ENGIE (Frankreich)

Newheat (Frankreich)

Solid (Österreich),

EUROS Energy (Polen)

SEC (Polen)

Aalborg CSP (Dänemark)

Bauunternehmen und Bauteilhersteller:innen:

PORR (Österreich)

VINCI (Frankreich)

Glapor (Deutschland)

Vertreter:innen der europäischen Fernwärmewerke:

EuroHeat and Power (Belgien)

Forschungs- und Entwicklungspartner:innen:

AEE INTEC (Österreich)

Solites (Deutschland)

Hamburg Institut (Deutschland)

Technische Universität Dresden

Planergi (Dänemark)

DTU (Dänemark)

FENIX (Tschechien)