Viele Industrieprozesse sind sehr energieintensiv und erzeugen ein hohes Ma\u00df an W\u00e4rme. W\u00e4rme, die bislang nur zu einem geringen Teil wieder genutzt wird. Um die sonst an die Umgebung abgegebene Abw\u00e4rme speichern und nutzbar machen zu k\u00f6nnen, haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universit\u00e4t Siegen in dem Forschungsprojekt \u201eBewegtes Reaktionsbett zur thermochemischen Energiespeicherung\u201c (kurz: BERTI) ein thermochemisches Speichersystem bestehend aus Speichermaterial und Reaktor entwickelt und im Laborma\u00dfstab einen erfolgreichen Funktionsnachweis durchgef\u00fchrt. Die neuartige Entwicklung wurde im deutschen Pavillon auf der Expo in Dubai jetzt einem internationalen Publikum pr\u00e4sentiert. Ausgew\u00e4hlt wurde das Projekt vom Bundesministerium f\u00fcr Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK).<\/p>\n
Industrielle Abw\u00e4rme hat gro\u00dfes Potenzial f\u00fcr die Energiewende und ist auch in Hinblick auf die Abh\u00e4ngigkeit von Erdgaslieferungen interessant. \u201eIn Bezug auf die Verbrennung von Erdgas hat die Nutzung industrieller Abw\u00e4rme ein Einsparpotenzial von rund 20 Millionen Tonnen CO2\u201c, erkl\u00e4rt Dr. Sandra Afflerbach, die zur thermochemischen Speicherung und Transformation von W\u00e4rme forscht. Der in dem Projekt entwickelte innovative W\u00e4rmespeicher erm\u00f6glicht es, die Nutzung der Abw\u00e4rme von der Erzeugung \u00f6rtlich und zeitlich zu entkoppeln. Zudem verf\u00fcgt das Speichermaterial aufgrund seines Be- und Entladeprinzips \u00fcber ein Vielfaches der Speicherdichte bislang kommerzialisierter Speichersysteme. Das neuartige, kalkbasierte Speichermaterial ist kosteng\u00fcnstig, wird bereits in gro\u00dfen Mengen in Deutschland abgebaut, ist nicht giftig oder umweltsch\u00e4digend und rezyklierbar. So kann die bislang ungenutzte Energie beispielsweise in Strom umgewandelt oder in Fernw\u00e4rmenetze eingespeist werden, wodurch der Energieverbrauch deutlich reduziert und eine effizientere, kosteng\u00fcnstigere Energienutzung erreicht wird.<\/p>\n
Das Verfahren zur Herstellung des Speichermaterials wurde an der Universit\u00e4t Siegen zun\u00e4chst im Laborma\u00dfstab entwickelt und anschlie\u00dfend erfolgreich in den Technikumsma\u00dfstab skaliert. Aufgrund seiner besonderen Eigenschaften bleibt das entwickelte Speichermaterial auch nach vielen Be- und Entladezyklen stabil und flie\u00dft gleichbleibend durch den Reaktor. \u201eOhne eine solche Modifikation ist das Speichermaterial pulverf\u00f6rmig und sehr koh\u00e4siv weshalb es sich in dieser Form f\u00fcr den Einsatz in einem bewegten Reaktionsbett nicht eignet\u201c, erkl\u00e4rt Afflerbach.<\/p>\n
An dem mit rund 1,09 Millionen Euro vom BMWK gef\u00f6rderten Projekt waren gleich zwei Professuren der Universit\u00e4t Siegen beteiligt. \u201eExpertInnen aus beiden Lehrst\u00fchlen haben das Projekt durch die interdisziplin\u00e4re Zusammenarbeit zum Erfolg gef\u00fchrt\u201c, so Afflerbach. W\u00e4hrend die Professur f\u00fcr Energie- und Umweltverfahrenstechnik von Prof. Dr. Wolfgang Krumm die Modellierung des Reaktors ausf\u00fchrte, entwickelte Dr. Sandra Afflerbach am Institut f\u00fcr Bau- und Werkstoffchemie um den mittlerweile emeritierten Prof. Dr. Reinhard Trettin das Speichermaterial und untersuchte die zugrunde liegenden festk\u00f6rperchemischen Prozesse. Dar\u00fcber hinaus waren das Deutsche Zentrum f\u00fcr Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie die Unternehmen Rheinkalk und B\u00fchler Projektpartner.<\/p>\n
Das erfolgreich abgeschlossene Projekt BERTI reiht sich damit in eine Folge zukunftsweisender, kooperativer Projektarbeiten an den beiden Lehrst\u00fchlen der Universit\u00e4t Siegen ein und baut auf den Vorg\u00e4ngerprojekten TCSPower (gef\u00f6rdert durch die EU im Rahmen des Seventh Framework Programme) und TheSan (gef\u00f6rdert durch das Bundesministerium f\u00fcr Wirtschaft und Energie). \u201eMit der erfolgreich abgeschlossenen Promotion von Frau Dr. Afflerbach hat sich das Themenfeld der thermochemischen Energiespeicherung an der Universit\u00e4t Siegen etabliert und Fragestellungen f\u00fcr zahlreiche studentische Qualifikationsarbeiten mit natur- und ingenieurwissenschaftlichem Schwerpunkt er\u00f6ffnet\u201c, erl\u00e4utert Prof. Dr. Trettin.<\/p>\n
\u201eWir arbeiten weiter an diesem zukunftsweisenden und wissenschaftlich spannenden, interdisziplin\u00e4ren Thema\u201c, so Afflerbach. \u201eAktuell besch\u00e4ftigen wir uns am Lehrstuhl f\u00fcr Energie- und Umweltverfahrenstechnik im Rahmen des Projekts ITESS in Kooperation mit dem Deutschen Zentrum f\u00fcr Luft- und Raumfahrt, der Firma Rheinkalk GmbH und der WEP W\u00e4rme-, Energie- und Prozesstechnik GmbH mit der Einbindung thermochemischer Speicher in Fernw\u00e4rmenetze. Im Rahmen eines thematisch an das Projekt BERTI angelehnten und durch die Bundesstiftung Umwelt gef\u00f6rderten Promotionsvorhabens am Lehrstuhl f\u00fcr Energie- und Umweltverfahrenstechnik wurde der Masse und W\u00e4rmetransport in und aus dem modifizierten Speichermaterial mathematisch modelliert, wodurch zus\u00e4tzlich wichtige Aspekte zur zuk\u00fcnftigen Materialentwicklung aufgezeigt werden konnten.<\/p>\n
Um jedoch die technologische Reife thermochemischer Speichersysteme weiter voranzutreiben, ist nun auch eine Erprobung des Systems im Feld ausschlaggebend. Dazu finden sich in dem von Schwerindustrie gepr\u00e4gten Siegerland zahlreiche Kooperationspartner f\u00fcr ein bereits geplantes Folgeprojekt. Derzeit arbeiten wir an der Ausarbeitung eines Antrags zu einem Kooperationsprojekt mit den Firmen BGH Edelstahl Siegen GmbH, Gontermann-Peipers GmbH, Rheinkalk GmbH, ROTAMILL GmbH sowie der Walzen IRLE GmbH, welches die Konstruktion und den Feldtest eines thermochemischen Speichersystems zur Abw\u00e4rmenutzung beinhaltet. Hierbei haben die beteiligten Firmen durch eine Anschubfinanzierung eine gro\u00dfe Unterst\u00fctzung geleistet. Wir sind uns sicher, dass das zu entwickelnde System zuk\u00fcnftig einen gro\u00dfen Beitrag zur Decarbonisierung der Stahlindustrie leisten kann.\u201c<\/p>\n