Großwärmespeicher für die kommunale Energieversorgung

Für die Wärmewende in Kommunen werden Großwärmespeicher eine zentrale Rolle spielen. Wärmepufferspeicher sind in der Lage, viele verschiedene Wärmequellen zu integrieren, wie zum Beispiel:

• Solarthermische Energie
• Power-to-Heat aus Windenergie
• Wärmeüberschüsse aus Industrie- und Biogasanlagen
• Abwärme aus der Erzeugung von grünem Wasserstoff

Einfluss flexibler Systeme auf erneuerbare Energien

Der Energiemarkt durchläuft einen grundlegenden Wandel. Angesichts der Herausforderungen durch Klimaveränderungen, Klimaziele und steigenden Preisdruck stehen viele Energieversorgungsunternehmen vor der Notwendigkeit, ihre Erzeugungsstrategien anzupassen. Der Einsatz erneuerbarer Energien zur Strom- und Wärmeerzeugung ist unumgänglich, und dabei spielt die bedarfsgerechte Speicherung eine zentrale Rolle. Ende des ersten Halbjahres 2024 waren deutschlandweit 90,3 GW Photovoltaik- und 61,9 GW Onshore-Windenergieleistung installiert. Während im Norden weiterhin die Windenergie dominiert, setzt der Süden verstärkt auf Photovoltaik.

Flexibilität in der Energieerzeugung ermöglicht eine effizientere Nutzung erneuerbarer Ressourcen. Wenn beispielsweise der Strompreis sinkt, können Heizkraftwerke ihre Produktion drosseln und gleichzeitig ihre Wärmekunden aus großen Wärmepufferspeichern versorgen. Umgekehrt können sie bei hohen Preisen die Produktion steigern und überschüssige Energie ins Netz einspeisen. Diese Fähigkeit, die Erzeugung dynamisch an Marktbedingungen und Nachfrage anzupassen, fördert die Integration erneuerbarer Energien. Durch die Speicherung überschüssiger Wärmenergiemengen können flexible Biogasanlagen und Biomethan-BHKW ihre Produktion jederzeit anpassen, indem sie beispielsweise die Gasproduktion verringern, wenn weniger Strom benötigt wird. Somit tragen sie zur Netzstabilität und zur Förderung von erneuerbaren Energien bei.

Das Speicherkraftwerk ROSAKuh illustriert, wie durch die Kapazität der Wärmepufferspeicher während Zeiten niedriger Strompreise überschüssige Wärme effizient genutzt werden kann.

Flexible Biogasanlagen
Flexible Biogasanlagen und Biomethan-BHKW können oft über 24 Stunden die Stromeinspeisung aussetzen und erst dann wieder einspeisen, wenn die Nachfrage steigt oder die Erzeugungsvorteile (z. B. höhere Preise) gegeben sind. Dies sorgt nicht nur für eine flexiblere Auslastung der Anlagen, sondern ermöglicht auch einen besseren Einsatz von erneuerbaren Energiequellen.

Flexibilisierte Anlagen arbeiten grundsätzlich effizienter und können in Zeiten hoher Residuallast wachsende Strommengen liefern und unabhängig vom Strombedarf erneuerbare Wärme bereitstellen. Wichtig dabei ist ein guter Stromvermarktungs-Fahrplan, der nach EPEX-Preisprognosen den Folgetag ermittelt – entweder durch einen Direktvermarkter oder einen Servicepartner.

Flexibilisierung und klimaneutrale Wärmeversorgung
Unter Beachtung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) haben Städte und Gemeinden in Deutschland jetzt die Möglichkeit, ihre Wärmeversorgung langfristig auf eine klimaneutrale Basis umzustellen. Regionale Energieversorger können durch die Modernisierung ihrer Anlagen, etwa durch den Einsatz großer Wärmespeicher, einen entscheidenden Beitrag zum Klimaschutz leisten. Darüber hinaus sorgt diese Flexibilisierung für Stabilität in den Strom- und Wärmenetzen.

Ein sehr schönes Beispiel ist das Speicherkraftwerk der BBE Bioenergie in Blumendorf. Sie produzieren pro Jahr etwa 18,5 Mio. kWh flexiblen Strom aus heimischen nachwachsenden Rohstoffen. Mit einer installierten elektrischen Leistung von 5,6 Megawatt ist die Anlage so ausgelegt, dass sie flexibel betrieben wird, je nach Strom- und Wärmebedarf. Diese Anpassungen erfolgen nicht nur saisonal, sondern auch tagesweise. Das produzierte Biogas wird in acht Blockheizkraftwerken an vier Sateliten-Standorten in Strom und Wärme umgewandelt, darunter auch bei den Stadtwerken Bad Oldesloe, die langfristig auf das Speicherkraftwerk Blumendorf setzen, um bis 2035 klimaneutral zu werden.

Effiziente Planung und 3D-Modellierung
Bereits bei der Planung setzen wir unsere Projekte konsequent in einer 3D-Konstruktion um. Dieser „Digitale Zwilling“, die wir mit  der LINEAR CAD-Software 3D Pipe&Power erstellen, bietet schon in der frühen Planungsphase viele Vorteile – unsere frühen Modelle entsprechen erfahrungsgemäß bereits zu ca. 80 bis 90 % der finalen Planung. Dies ermöglicht es uns, sehr schnell Ergebnisse zu liefern und können so den jeweiligen Projektpartnern und / oder Architekten bereits Vorgaben für die Kubatur der Technikräume sowie frühzeitig Angaben zu benötigten Fundamenten machen. Unsere frühzeitige Einbindung in den Planungsprozess sorgt dafür, dass wir die Anforderungen zur reibungslosen Umsetzung unserer Planung rechtzeitig übermitteln können.

Neben der reinen Konstruktion liefern wir auch die dazugehörigen Berechnungen und nutzen die 3D-Konstruktion bereits in der Vorplanung. Das 3D-Modell bietet dabei alle Informationen, um Verteiler und Anlagen zu einem sehr hohen Grad bereits fertig montiert auf die Baustelle zu liefern und dort anhand des 3D-Modells final zu installieren. Unsere Methode liefert nicht nur ein präzises Modell, sondern fördert auch eine reibungslose Kommuniktion bei der Abstimmung im Projektverlauf.

Ein Beispiel für die erfolgreiche Umsetzung unserer 3D-Planung ist das Speicherkraft Thiendorf, wo wir durch den Einsatz unseres digitalen Zwillings signifikante Effizienzgewinne erzielen konnten.

Möchten Sie mehr darüber erfahren, wie wir Ihre Projekte durch innovative Lösungen, wie Großwärmespeicher und 3D-Planung, unterstützen können? Kontaktieren Sie uns noch heute für eine unverbindliche Beratung! Lassen Sie uns gemeinsam an einer nachhaltigen und klimaneutralen Energiezukunft arbeiten.