ENERGIEEFFIZIENZ & NACHHALTIGKEIT
Weniger CO2 durch Hochtemperaturspeicher
Dekarbonisierung der Prozesswärme
Klimaproteste, steigende Kosten, ESG-Ziele, COP27, C02-Bepreisung und mehr – die Industrie und das produzierende Gewerbe stehen unter enormen Druck, ihren CO2-Fußabdruck zu verkleinern. So kostet jede Tonne CO2 im Rahmen des Emission Trading System (ETS) der EU aktuell rund 85 Euro, mit eindeutig steigender Tendenz. Im Schnitt verursacht ein Erdgaskessel 247 Gramm CO2 pro Kilowattstunde, was jedes Jahr zu enormen Kosten führen kann. Gleichzeitig müssen sich Unternehmen auf das Klimaschutzgesetz einstellen, nach dem Deutschland bis 2045 klimaneutral werden soll.
Wie kann die Dekarbonisierung der Industrie nachhaltig und effektiv gelingen?
Ein Ansatz ist die Dekarbonisierung der Prozesswärme. Immerhin entfallen auf diese zwei Drittel des Endenergieverbrauchs der deutschen Industrie. Zur Erzeugung von Prozesswärme wird meist Gas verwendet. Das hat aktuell zwei Nachteile: Neben dem hohen CO2-Fußabdruck ist Gas zuletzt wesentlich teurer geworden. Zudem ist die Versorgungssicherheit nicht mehr 100 Prozent gewährleistet. Die Industrie ist dadurch zunehmend auf der Suche nach neuen Möglichkeiten, Prozesswärme günstig zu erzeugen.
Welche Alternativen gibt es für die Gewinnung von Prozesswärme?
Möglichkeiten, sauberer, günstiger und unabhängiger zu produzieren, gibt es bereits. Ein Schritt auf dem Weg zu einer sauberen Industrie kann die Umstellung auf Hochtemperaturspeicher sein. Diese Speicher machen Windenergie und Energie aus Photovoltaik (PV)-Anlagen rund um die Uhr nutzbar und können somit für Unternehmen eine entscheidende Rolle bei der vollständigen Umstellung auf erneuerbare Energieträger spielen. Die gespeicherte Energie lässt sich bei Bedarf als Prozesswärme abrufen.
Rechnet sich ein solcher Speicher auch oder ist es günstiger, den Marktpreis für CO2-Emissionen zu zahlen?
Die Speicherkosten (Levelised Cost of Storage, LCOS), also die Kosten pro Kilowattstunde aus einem Hochtemperaturspeicher unter Berücksichtigung aller anfallenden Kosten und der Abschreibung über die Lebensdauer des Speichers, liegen in der Regel zwischen zwei und fünf Cent und können sogar darunter liegen. Der tatsächliche Preis pro Kilowattstunde wird von diversen Faktoren beeinflusst: Die Speicherkapazität und Anzahl der Ladezyklen haben genauso Auswirkungen auf die Kosten wie auch der Strompreis, der gezahlt wird, wenn Unternehmen den Speicher laden. Selbstverständlich macht es einen Unterschied, ob der Speicher beispielsweise mit Energie aus einer eigenen Photovoltaikanlage geladen wird oder Strom aus dem Netz kommt – dann bevorzugt in günstigen Spitzenerzeugungszeiten.
Bei einem Hochtemperaturspeicher aus Stahl hat das Speichermedium ebenfalls positive Auswirkungen auf den LCOS. Der Stahl selbst benötigt keine Wartung und kann jahrzehntelang ohne Degradation genutzt werden. Lediglich Lüfter, Heizelemente und andere Systemkomponenten müssen nach Industriestandard gewartet werden. Grundsätzlich gilt: Je öfter der Speicher zum Einsatz kommt und be- und entladen wird, desto geringer werden die LCOS und desto höher die Wirtschaftlichkeit. Am Ende der Lebenszeit des Speichers kann der Stahlkern dann noch als wertvoller Rohstoff verkauft und recycelt werden.
Hochtemperaturspeicher treiben die Wärmewende voran
Die Energiewende ist eine der größten Herausforderungen für Industrie und Wirtschaft. Die Abkehr von fossilen Brennstoffen ist notwendig, um dem menschengemachten Klimawandel zu begegnen. Zudem führt ein zentrales, auf fossilen Energieträgern basierendes Energiesystem zu großen Abhängigkeiten, die sich negativ auf die Versorgungssicherheit auswirken und unvorhersehbare Preisspitzen verursachen können. Mit Hochtemperaturspeichern kann sich die Industrie unabhängiger machen und weiterhin kostengünstig produzieren. Ein enormer Vorteil gegenüber Wettbewerbern, Planungssicherheit für die Zukunft und ein verringerter CO2-Fußabdruck sind die positive Folge.
So kann ein Speicher von zehn bis hin zu 100 Prozent Dekarbonisierung ermöglichen, je nach Wärmebedarf der jeweiligen Industrie. Im Gegensatz zu Speicherlösungen mit Batterien sind die Speicher kosteneffizienter, es gibt keine Degradation, sie sind schneller verfügbar als Wasserstoff und bei Einsatz eines Stahlkerns im Gegensatz zu anderen Speichermedien weltweit ohne lange Lieferkette verfügbar. Zudem haben sie ein niedriges Gefährdungspotenzial, da keine Chemikalien oder brennbare Stoffe als Speichermedium genutzt werden.
Unternehmen sollten die Wärmewende als Chance begreifen, ihre Flächen neu zu nutzen und die Wärmegewinnung zu dekarbonisieren. In Kombination mit einer eigenen PV-Anlage wird ein Hochtemperaturspeicher noch kosteneffizienter und die Kosten für die Installation können beim Verkauf überschüssiger Wärme zusätzlich subventioniert werden. Neben der Dekarbonisierung können Unabhängigkeit von Energieversorgern und Versorgungssicherheit bei stabilen Preisen geschaffen werden.
