Saisonale Wärmespeicherung als Chance für Deutschland

Gebäude im Sommer effizient kühlen und im Winter mit gespeicherter Wärme versorgen – genau das ermöglichen geothermische Speicher. In Zeiten steigender Anforderungen an Klimaschutz und Energieeffizienz gelten sie als Schlüsseltechnologie für die Dekarbonisierung der Wärmenetze. Ein neues Hintergrundpapier zeigt, wie verschiedene Speicherformen funktionieren, wo sie bereits eingesetzt werden – und welches Potenzial in Deutschland noch ungenutzt ist.

Energie im Erdreich effizient speichern

Mit Blick auf die Dekarbonisierung der Wärmenetze ist auch die saisonale Speicherung von Wärme ein entscheidender Hebel. In Deutschland könnten geothermische Speicher vielerorts eingesetzt werden – und das überaus effizient.

„Das Erdreich schickt nicht nur keine Rechnung, sondern hilft sogar beim Sparen: In vielen Fällen kann die kombinierte Nutzung des Erdreichs zur Beheizung und Kühlung von Gebäuden die Investitionskosten drastisch senken. Bei Erdwärmesondenanlagen sind bis zu zwei Drittel der Kosten beim reinen Heizbetrieb möglich.“, sagt Gregor Dilger, Geschäftsführer des Bundesverbandes Geothermie e.V.

Erdwärmesondenspeicher: Wärme unter der Erde puffern

Erdwärmesondenspeicher lassen sich beispielsweise nahezu überall realisieren: Diese Speicher, im Englischen Borehole Thermal Energy Storage (BTES) genannt, werden in geschlossenen, vertikalen Rohrsystemen betrieben – ähnlich wie das Prinzip einer Heizdecke. 

Einen solchen innovativen Erdwärmesondenspeicher gibt es bereits an einigen Orten in Deutschland, u.a. in Crailsheim (Baden-Württemberg). Über Solarthermie mit saisonaler Zwischenspeicherung werden dort 260 Wohneinheiten, eine Schule und eine Sporthalle versorgt.

Aquiferwärmespeicher: Speichern im Thermalwasser

Überaus effizient sind auch Aquiferwärmespeicher, die überschüssige Wärme in Thermalwasserschichten speichern. Aquiferwärmespeicher können bis zu 80 Prozent der zuvor eingespeicherten Wärme- oder Kühlenergie nach Monaten aus dem Speicher nutzen. Die Effizienz steigt bei zunehmender Betriebsdauer sogar – da sich die eingelagerte Wärme bzw. Kälte auch auf das umgebende Gestein übertragen.

In Deutschland gibt es gegenwärtig an drei Standorten solche Speicher. Der wohl prominenteste davon ist das Reichtagsgebäude in Berlin, das über zwei Aquiferspeicher, einen Kälte- und einen Wärmespeicher, verfügt.

Grubenwärmespeicher: Bergbau als Wärmespeicher nutzen

Grubenwärmespeicher (Mine Thermal Energy Storage) könnten eine interessante Nachnutzung von Bergbauinfrastruktur ermöglichen. Geforscht wird hierzulande dazu in Bochum (NRW) und in Freiberg (Sachsen). Auch auf diese Form der Speicher geht das Hintergrundpapier detailliert ein. 

Informationen zu Speichern zur Stromrückgewinnung, Speichern mit CO₂ als Arbeitsmittel sowie zu rechtlichen Grundlagen, sozialen und Umweltaspekten runden das Papier ab und machen es zu einer soliden Entscheidungsgrundlage, die die Errichtung dieser Speicher vorantreiben soll.

„Die Wärmenetze zu dekarbonisieren ist eine große Aufgabe – umso wichtiger, dass wir einen so wirksamen Hebel wie die saisonale Speicherung von Wärme und Kälte in Deutschland nicht ungenutzt lassen“, so Dilger.

Das Hintergrundpapier in voller Länge.