Wärmespeicher: Technologien und ihre Einsatzmöglichkeiten im Überblick

In die Wärmeversorgung fließen über 50 Prozent der Endenergie in Deutschland. Deshalb ist dieser Sektor innerhalb der Dekarbonisierung des Energiesystems ein kritischer Bereich. Fossile Energieträger wie Kohle oder Gas werden zunehmend durch Energiequellen mit schwankendem Angebot wie Wind und Sonne ersetzt. Ariadne-Forschende betonen deshalb in einem neuen Hintergrund die Bedeutung von Wärmespeichern für die Energiewende. Sie erklären, welche unterschiedliche Technologien es gibt und welche Faktoren ihren Einsatz bestimmen.

Wärmespeicher braucht es nicht nur, um erneuerbare Energien in die Wärmeversorgung zu integrieren, sondern auch, um das Stromsystem zu flexibilisieren. Das machen Forschende vom Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung und dem Deutschen Institut für Wirtschaftsforschung in einem neuen Papier deutlich. Wärme kann dann erzeugt werden, wenn beispielsweise die Sonne scheint oder der Wind weht. Kommt sie nicht sofort zum Einsatz, wird sie gespeichert und dann wieder abgerufen, wenn Nachfrage besteht. Welche Speichertechnologien in der Wärmeversorgung sinnvoll sind, hängt laut Forschenden von verschiedenen Faktoren ab: neben der Frage wie viel Energie, wie lange gespeichert werden soll, spielen unter anderem die Kosten für die Speichertechnologie, der Platzbedarf und die Temperaturbereiche eines Wärmespeichers eine wichtige Rolle.

Der Ariadne-Hintergrund gibt einen Überblick über verschiedene Technologien, die sich grundsätzlich in dezentrale, zentrale und Hochtemperaturwärmespeicher aufteilen lassen. Erstere kommen in Gebäuden, zweitere in Wärmenetzen und dritte in der Industrie zum Einsatz. Die Expertinnen und Experten halten fest, dass Wärmespeicher gegenüber Stromspeichern weniger komplex und somit kostengünstiger sind. Sie zeigen außerdem, was die Transformation hemmt: So setzen statische Stromtarife und hohe, unflexible Netzentgelte geringe Anreize, Wärmespeicher systemoptimiert einzusetzen. Die Ariadne-Forschenden empfehlen, strukturelle Hemmnisse abzubauen, das Strommarktdesign in Richtung flexibler Stromtarife zu reformieren sowie die Forschung und die Entwicklung von Wärmespeichern voranzutreiben.