Industrie

Die Reduktion des Energieverbrauchs im industriellen Sektor, der ungefähr ein Viertel des gesamten Endenergieverbrauchs in Europa ausmacht, ist entscheidend für die Einhaltung der 20-20-20 Ziele. Die Industrie verbraucht mehr Wärme als Elektrizität und daher können signifikante Energieeinsparungen durch das effiziente Management von thermischen Energieströmen  erwartet werden. Da industrielle Prozesse sehr unterschiedlich sind, wurde eine Vielzahl von manchmal sehr spezifischen Maßnahmen für die Reduktion des Wärmebedarfs in speziellen Industrien vorgeschlagen. Ein sehr umfassender Ansatz zur Steigerung der thermischen Effizienz von industriellen Prozessen ist das Management von Abwärme. Da die Prozesse dynamisch sind, sind thermische Speicher unabdingbar um Versorgung und Nachfrage zusammenzuführen.

Diagramm aus [Ralf Kuder 2010] Technology orientated analysis of the emission reduction potentials in the industrial sector in the EU-27. Institute of Energy Economics and the Rational Use of Energy. Stockholm. Online available unter http://www2.ier.uni-stuttgart.de/publikationen/pb_pdf/Ralf_Kuder_IEW.pdf

Phasenwechselmaterialien (PCM)
Die Arbeitsbereiche von industriellen thermischen Speichern lassen sich in drei Temperaturbereiche gliedern:
Prozesse mit niedrigen (< 100 °C), Prozesse mit mittleren und Prozesse mit hohen (> 300 °C) Prozesstemperaturen. Tes4seT legt den Fokus auf den Bereich mittlerer Prozesstemperaturen, der wichtige industrielle Sektoren wie Nahrungsmittel-, Papier- und Zellstoff-, Maschinen- und chemische Industrie umfasst.

Der State-of-the-Art- Speicher in diesem Temperaturbereich ist ein Dampfakkumulator, der einige Nachteile aufweist: Er arbeitet bei hohem Druck, die Energiedichte ist nur mäßig (ungefähr 40 kWh/m³ verglichen mit 100 kWh/m³, die mit PCM-Speichern erreicht werden können) und ist ziemlich teuer [M. Haider: Neue Aspekte und Perspektiven thermischer Energiespeicher, VDI Forum Österreich, Linz, 2012]. Ein sehr wichtiger Nachteil der State-of-the-art Technologien ist, dass die Temperatur bei Beladung und Entladung variiert, obwohl Wärme bei einem definierten Temperaturniveau in vielen industriellen Prozessen benötigt wird. PCM-Speicher überwinden diese Probleme, da sie Wärmespeicherung und Entladung  fast isothermisch mit hohen Energiedichten ermöglichen [R. Tamme: Storage Technology for Process Heat Applications, PREHEAT Symposium, Freiburg, 2007.].

Thermochemische Materialien (TCM)
Erste sensible Energiespeichersysteme wurden von Fernwärmebetreibern bereits installiert, wie z.B. von Salzburg AG oder Fernwärme Wien.  Das Ziel dieser Speicher ist es, Abwärme, die bei KWK-Anlagen durch die Stromerzeugung während einer Phase mit hohem Strompreis anfällt, zu speichern um diese in Zeiten mit hoher Lastanforderung währen des Tages nutzen zu können. Die Speicherzeit liegt innerhalb eines Tages, und das Speichervolumen ist groß (z.B. Salzburg AG: Ø 29m, H 44m; 60 MW; 1,1 GWh). Mit thermochemischen Speichern könnte es möglich sein, die Abwärme dieser KWK-Anlagen fast ohne Verluste vom Herbst in den Winter zu verschieben mit theoretisch zehnmal höherer Speicherkapazität.