DLR: Pilotanlage für klimaneutrales Heizen mit Kalk

Ein thermochemischer Kalkspeicher hat nahezu keine Wärmeverluste. Kalk kann Energie über Monate chemisch speichern. Ein solcher thermochemischer Speicher eignet sich sehr gut als saisonaler Speicher. So lassen sich erneuerbare Energien im Sommer einspeichern und im Winter nutzen.

Thermochemischer Kalkspeicher: Heizen mit Kalk und Wasser

Das DLR-Institut für Technische Thermodynamik forscht seit mehreren Jahren intensiv an der Kalkspeichertechnologie. „Im Labor konnten wir bereits eine Heizleistung von acht Kilowatt erreichen. Damit lässt sich ein kleineres Einfamilienhaus beheizen. Da die erzeugte Wärme nahezu vollständig innerhalb des Gebäudes genutzt wird, sind Wirkungsgrade von bis zu 90 Prozent möglich“, sagt Matthias Schmidt, DLR-Forscher und Projektleiter für die Entwicklung der Pilotanlage.

Ein thermochemischer Kalkspeicher hat einen großen Vorteil. Seine Speicherkapazität lässt sich nämlich einfach an die jeweiligen Bedürfnisse anpassen. Je mehr Kalk eine Anlage enthält, desto mehr Energie kann sie speichern. Rund sechs Kubikmeter gebrannter Kalk reichen aus, um ein modernes Einfamilienhaus im Winter einen Monat lang autark zu versorgen.

„Um Wärme zu erzeugen, nutzen Kalkspeicher eine chemische Reaktion von gebranntem Kalk und Wasser. Zunächst wird Kalkpulver in einem Ofen auf über 450 Grad Celsius erhitzt. Dadurch entweicht im Kalk gebundenes Wasser. Es entsteht gebrannter Kalk. In einer Mischkammer reagiert dieser mit Wasser chemisch zu gelöschtem Kalk. Dabei entstehen Temperaturen von über 100 Grad Celsius. Je nach Bedarf lässt sich so anhand der Kalk- und Wassermenge die Heizleistung regeln“, erklärt Schmidt. „Wird der gelöschte Kalk wieder gebrannt, kann er erneut Energie speichern. Dieser Vorgang lässt sich beliebig oft wiederholen.“

Pilotanlage beheizt erstes adaptives Hochhaus der Welt

Gemeinsam mit der Universität Stuttgart integrieren die DLR-Forscherinnen und -Forscher die Pilotanlage in das erste adaptive Hochhaus der Welt. Dessen Fassade und flächige Bauteile passen sich beispielsweise an die Sonneneinstrahlung an. Das hilft Material und Emissionen einzusparen.

Aus dem Betrieb der Pilotanlage in dem Forschungsgebäude können die DLR-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler Rückschlüsse für den alltäglichen Einsatz von Kalkspeichern ziehen. „Wir untersuchen unter anderem, wie die Anlage regeln muss, um bei einem kurzen Witterungsumschwung optimal zu reagieren“, erläutert Schmidt.

Kalk besitzt als Energiespeicher ein enormes Potenzial. Denn ein thermochemischer Kalkspeicher kann selbst erzeugten Solarstrom in Form von chemisch gespeicherter Wärme dezentral lagern. Zudem ist Kalk sehr kostengünstig, in großen Mengen verfügbar und ökologisch unbedenklich. Kalkspeicher sind daher auch für Privathaushalte interessant. Ebenso lassen sich damit ganze Wohnviertel versorgen.

12.8.2021 | Quelle: DLR | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH