Mit Salz heizen – ein Modell mit Zukunft?
Salz © djama, fotolia.com
Das weiße Gold könnte künftig eine wichtige Rolle auf dem Energiemarkt spielen. Bestimmte Salze reagieren mit der Abgabe von Wärme, wenn ihnen Wasser zugeführt wird. Wird den Salzen wiederum Wärme zugeführt, geben sie Wasser ab – verlustfrei! Eine perfekte Energiespeicherung, die sich künftig auch in Heizungen profilieren könnte.
Wird bestimmten anorganischen Salzen (Kochsalz gehört nicht dazu) Wasser zugeführt, so entstehen beim Lösungsvorgang der Salze Ionen, die eine Hülle aus den Wassermolekülen um sich schlingen. Hierbei wird eine ganz erhebliche Wärmemenge freigesetzt. Was Wissenschaftler als Hydration definieren, könnte in Zukunft als effektiver Wärmespeicher für den Energiemarkt eine große Rolle spielen. Denn der Effekt lässt sich ganz einfach durch das Zuführen von Wärme auch wieder umkehren. Forscher der Leuphana Universität in Lüneburg arbeiten derzeit zusammen mit Forschern aus Frankreich mit Hochdruck an der möglichen Schlüsseltechnologie für effektive Wärmespeicherung – der thermischen Batterie.
Energiespeicher fehlen
Gerade die Speicherung von Wärme steht mit der Energiewende auf Kriegsfuß. Energien aus Sonne und Wind sind nicht konstant verfügbar und müssen daher zwischengespeichert werden. Der bedarfsgerechten, kostengünstigen und vor allem verlustfreien Speicherung alternativ gewonnener Energie und der späteren Wärmewiederfreisetzung stehen aber nur wenig effiziente und zudem teure Technologien gegenüber. Fehlende Speicher kollidieren also nach wie vor mit der Energiewende. Wenn von Speicherung die Rede ist, dann ist diese zumeist mit einem enormen Platzbedarf, geringer Effizienz und hohen Kosten verbunden – und damit kaum als Massenprodukt für die Allgemeinheit geeignet. Anorganische Salze, wie sie die Forscher für ihre thermische Batterie nutzen, könnten einen Durchbruch für die bedarfsgerechte Speicherung der Wärme bringen. Mit ihrer Hilfe lässt sich Wärme fast verlustfrei speichern – für lange Zeit.
Wärme wichtigster Energiezweig
Wärme macht mit 66 Prozent den größten Teil der Nutzenergie aus, der in Deutschland verbraucht wird. Vor allem für die Beheizung von Räumen und die Erwärmung des Brauchwassers wird Wärme benötigt, aber auch die Industrie benötigt ein enormes Maß an Prozesswärme. Die Erzeugung dieser Wärme ist mit hohen Kosten verbunden und geht, sofern es sich nicht um alternative Energien handelt, auch noch mit etlichen Nachteilen für die Umwelt (Emissionen) einher. Auf der anderen Seite verpufft ein großer Teil an Wärme bei industriellen Prozessen einfach, weil keine Möglichkeit zur Speicherung und zum Transport an die Orte möglich ist, an denen diese Wärme benötigt wird.
Stromproduktion und Wärmeerzeugung trennen
Um Wärme unabhängig und flexibel zu generieren, haben die findigen Forscher sich zum Ziel gesetzt, ihre Wärmespeichertechnologie so kompakt zu bauen, dass vor allem Mikro-Blockheizkraftwerke, die viele Einfamilienhäuser bereits dezentral mit Wärme versorgen, in den Genuss dieser Technologie kommen. Das würde die Blockheizkraftwerke in soweit unabhängig machen, als das die Stromproduktion vom Wärmebedarf entkoppelt wäre. Es müsste also nicht erst Strom produziert werden, um Wärme zu erzeugen, sondern die bei der Stromerzeugung gewonnene Wärme könnte für den künftigen Bedarf gespeichert werden.
Das perfekte Speichersalz
Mehr als 50 verschiedene Salze und ihre Mischungen haben die Forscher bereits auf Herz und Nieren für ihr Vorhaben getestet. Im Versuchsreaktor hat sich hierbei vor allem Magnesiumchlorid-Hexahydrat bewährt. Seine Charakteristika kommen den Vorstellungen der Forscher am nächsten. Es ist kostengünstig, leicht verfügbar, hat eine hohe Zyklusstabilität und erlaubt eine schnelle Wärmespeicherung und -freisetzung. Solch thermochemische Speicher sind in ihrer Energiedichte zwar nicht so hoch wie Kohlenwasserstoffe, dafür aber Lithium-Ionen-Speichern und Warmwasserspeichern um das Doppelte, bzw. zehnfache überlegen. Außerdem lässt sich eine solche „Salzbatterie“ kompakt „verbauen“, was das Ziel, 80 Kilowattstunden in einem Kubikmeter Volumen zu speichern, in greifbare Nähe rücken lässt. Für die ersten Prototypen hat sich die Forschergruppe übrigens nicht lumpen lassen und Westeuropas größten Wärmeversorger Vattenfall Europe mit ins Boot geholt.
