Neue Energiespeicher für die Energiewende: Kalk, Eisen und andere innovative Ansätze
Die Energiewende in Deutschland stellt Forscher und Ingenieure vor große Herausforderungen, insbesondere wenn es darum geht, Energie langfristig und effizient zu speichern. Traditionelle Lösungen wie Batterien und Wasserstoff stoßen an ihre Grenzen, weshalb Wissenschaftler nun verstärkt auf alternative Methoden setzen.
Kalk als Energiespeicher
Ein innovativer Ansatz stammt vom Umweltingenieur Matthias Schmidt am Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrum (DLR). Sein Konzept sieht vor, Kalk als Energiespeicher zu nutzen. Der Prozess beginnt mit Calciumoxid, auch Branntkalk genannt. Wird diesem Wasser hinzugefügt, entsteht Calciumhydroxid, wobei Wärme freigesetzt wird, die zum Heizen genutzt werden kann.
Diese chemische Reaktion lässt sich umkehren: Durch die Zuführung von elektrischem Strom wird aus dem Calciumhydroxid wieder Calciumoxid, wobei Wasser entweicht. Dies könnte laut Schmidt mit einem Wirkungsgrad von bis zu 90 Prozent geschehen. Kalk ist günstig und in großen Mengen verfügbar, was ihn zu einem attraktiven Kandidaten für die Energiespeicherung macht. Allerdings gibt es praktische Hürden, wie den hohen Platzbedarf: Ein Einfamilienhaus müsste etwa sechs Kubikmeter Kalk einlagern, um den Wärmebedarf eines Wintermonats zu decken.
Eisen als Ersatz für Kohle
Eine weitere vielversprechende Alternative untersucht das Clusterprojekt „Clean Circles“, an dem die Technische Universität Darmstadt und andere Forschungseinrichtungen beteiligt sind. Hierbei wird Eisen als Energieträger getestet. Bei der Verbrennung von Eisenpulver wird Wärme freigesetzt, die mittels Dampfturbinen in Strom umgewandelt werden kann. Der dabei entstehende Eisenoxid kann durch Wasserstoff wieder in Eisen zurückverwandelt werden, wodurch ein geschlossener Kreislauf entsteht.
Diese Methode könnte alte Kohlekraftwerke nutzen, da sie über die nötige Infrastruktur verfügen. Trotz eines Wirkungsgrads von nur etwa 30 Prozent, ähnlich wie bei grünem Wasserstoff, bietet Eisen den Vorteil einer hohen Energiedichte und der Möglichkeit, bestehende Anlagen umzurüsten.
Weitere chemische Speicher: Schwefel und andere Materialien
Neben Kalk und Eisen erforschen Wissenschaftler auch andere Materialien wie Schwefel und verschiedene Metalle. Diese bieten ebenfalls das Potenzial, Energie in Form chemischer Verbindungen langfristig zu speichern. Chemische Speicher zeichnen sich durch ihre Fähigkeit aus, Energie über lange Zeiträume ohne Verluste zu speichern.
Katharina Kohse-Höinghaus von der Universität Bielefeld betont die Notwendigkeit, verschiedene Speichertechnologien zu entwickeln, da es momentan keine universelle Lösung gibt. Je nach Anwendungsfall werden unterschiedliche Technologien benötigt.
Herausforderungen und Zukunftsaussichten
Trotz der vielversprechenden Ansätze gibt es noch viele praktische und wirtschaftliche Herausforderungen zu überwinden. Die Umstellung auf neue Technologien erfordert erhebliche Investitionen und Anpassungen bestehender Infrastrukturen. Zudem ist unklar, welche Technologie sich langfristig durchsetzen wird.
Energiespeicher-Experte Michael Sterner von der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg sieht in den neuen Ansätzen großes Potenzial, warnt jedoch vor zu hohen Erwartungen. Es brauche umfassende Tests und praktische Anwendungen, um die tatsächliche Effizienz und Wirtschaftlichkeit zu bestätigen.
Fazit
Die Forschung an neuen Energiespeichertechnologien wie Kalk und Eisen zeigt, dass es viele kreative Ansätze gibt, die Energiewende voranzutreiben. Diese Technologien könnten helfen, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu reduzieren und eine nachhaltigere Energieversorgung zu gewährleisten. Dennoch bleibt abzuwarten, welche dieser Ansätze sich in der Praxis bewähren und in großem Maßstab umgesetzt werden können.
