Die zukünftige Energieversorgung der Bundesrepublik Deutschland wird verstärkt solare saisonale Wärmespeicherung einsetzen müssen, wenn die CO₂-Minderungsziele der Bundesregierung zumindest annähernd erreicht werden sollen. Darin sind sich die in Szenarienberechnungen führenden Forschungsinstitute wie das ITT des DLR, das Wuppertal Institut oder die Prognos AG einig.
Saisonale Wärmespeicherung bezeichnet die Speicherung von Wärme über lange Perioden, dies kann mehrere Wochen bis zu Monaten sein. In nebenstehender Grafik wird der Zusammenhang von solarem Wärmeangebot und Wärmebedarf deutlich:
Um den solaren Anteil am jährlichen Wärmebedarf zu erhöhen, reicht es nicht aus, in den strahlungsreichen Sommermonaten Solarwärme direkt zur Trinkwassererwärmung zu nutzen. So kann der Wärmebedarf während der Solarsaison durch Solarthermie annähernd zu 100 % gedeckt werden; allerdings macht dies nur etwa 7 % des jährlichen Wärmebedarfs aus (stark abhängig von der genutzten Anlage). Um den solaren Deckungsanteil zu erhöhen, muss also die überschüssige, während der Solarsaison nicht genutzte Wärme für strahlungsarme Monate gespeichert werden.
Aktuelle Forschungsvorhaben konzentrieren sich daher auf die folgenden drei Schwerpunkte:
- Erweiterung des Grundlagenwissens, das für die Realisierung von solar unterstützten Nahwärmesystemen mit saisonalem Wärmespeicher notwendig ist.
- Erstellung von weiteren Pilotprojekten zur solar unterstützten Nahwärmeversorgung in Neubau und Bestand mit hohen solaren Deckungsanteilen und damit die weitere Verbreitung der Technologie.
- Optimierung der Anlagen auf der Basis der Erfahrungen mit den Pilotprojekten mit dem Ziel, ein optimales Kosten/Nutzen-Verhältnis unter Berücksichtigung aller wirtschaftlichen und gesamtenergetischen Gesichtspunkte zu erreichen.
Bei höherer Effizienz der Systeme und geringeren Kosten zur Verwirklichung der Anlagen sollen die Kosten solar genutzter Wärme aus saisonalen Wärmespeichern deutlich reduziert werden. Ziel der strategischen Entwicklung der Technologien zur saisonalen Wärmespeicherung ist es, die Marktbereitschaft der ersten Technologien bis zum Jahr 2020 zu erreichen.
dm au