IEA ES Task 45: Accelerating the uptake of Large Thermal Energy Storages

Projektleiter Universität Innsbruck: Fabian Ochs

Projektleiter Gesamtprojekt: Dr. Wim van Helden, AEE INTEC, Austria

Projektmitarbeiter Universität Innsbruck: Fabian Ochs, Alice Tosatto

Projektpartner: 

  • AEE Intec, Austria
  • UIBK Unit of Energy Efficient Building, Austria
  • AIT Austrian Institute of Technology GmbH, Austria
  • Universität Linz Institut für Polymeric Materials and Testing, Austria
  • SOLID Solar Energy Systems GmbH, Austria
  • DTU, Denmark
  • PlanEnergi, Denmark
  • Aalborg CSP, Denmark
  • Solites, Germany
  • NewHeat, France
  • Chalmers University of Technology, Sweden

Fördergeber: FFG, IEA Forschungskooperation

Laufzeit: Januar 2024 bis Dezember 2027

Projektwebsite: https://iea-es.org/task-45/

Zusammenfassung

Heutzutage wird von den Fernwärmeunternehmen allgemein anerkannt, dass eine stark erhöhte Nutzung erneuerbarer Wärmequellen nur erreicht werden kann, wenn auch große thermische Energiespeichersysteme (LTES) in das Fernwärmesystem integriert werden. Infolgedessen ist das Interesse an LTES-Technologien enorm gestiegen und die Basis für die Verbesserung und Kostenreduzierung dieser Technologien wurde verbreitert. In vielen europäischen Ländern wie Dänemark, Deutschland, den Niederlanden, Polen, Österreich, Frankreich und den Balkanländern, aber auch in China wurden Pläne für LTES-Systeme entwickelt.

Die Task 39 des ES TCP hat an der Erfassung von LTES-Anwendungen, an der Festlegung bestehender und geplanter Projektreferenzen, an der Definition von Leistungsindikatoren, an der Definition von Methoden zur Charakterisierung und Prüfung von Materialien für LTES, an der Verbesserung der Qualität, Reproduzierbarkeit und Zuverlässigkeit numerischer Simulationsmodelle für LTES durch erste Ringversuche und an der Erstellung von Informationsmaterial über die Möglichkeiten von LTES für Entscheidungsträger und Entwickler gearbeitet. Damit wird ein Rahmen für die weitere Entwicklung und den Einsatz dieser LTES-Technologien geschaffen. Außerdem wurden durch die Erdgaskrise in Europa neue Herausforderungen ausgelöst, die zu einem starken Anstieg der Nachfrage nach Lösungen zum Ersatz von Erdgas, insbesondere in Fernwärmesystemen, geführt haben. Die Entscheidungsträger, Eigentümer, System- und Komponentenlieferanten sowie die Planer und Konstrukteure von Fernwärmesystemen haben nun einen erhöhten Bedarf an besseren und schnelleren Werkzeugen für die Auslegung und die Kosten- und Leistungsanalyse sowie an wirksamen Rechtsvorschriften und Genehmigungen und künftigen Normen. Diese werden eine beschleunigte, weit verbreitete Einführung von LTES-Technologien weltweit ermöglichen, und genau hier wird Task 45 an Task 39 anknüpfen.

Aufgaben im Projekt

Die Teilziele der neuen Aufgabe sind:

  • Verbesserung der numerischen Simulation: Es besteht ein eindeutiger Bedarf an pre-design Tools, die in der Lage sind, frühzeitige, genaue Schätzungen der Leistung von LTES-Systemen zu liefern und die technisch-wirtschaftlichen Vorteile in einem frühen Planungsstadium zu ermitteln.
  • Erweiterung der LTES-Materialdatenbank und die Entwicklung von Materialprüfverfahren: Es ist wichtig, den Einfluss von Feuchtigkeit bei höheren Temperaturen zu berücksichtigen (z. B. Durchlässigkeitseigenschaften von Dichtungsmaterialien, Wärmeleitfähigkeit von Dämmmaterialien) und Modelle zur Berechnung der Lebensdauer zu erstellen. Eine umfassende Materialdatenbank ermöglicht genauere Vorhersagen über das Verhalten einer LTES und trägt zur Verbesserung der Systemleistung und Zuverlässigkeit bei.
  • Entwicklung einer Grundlage für zukünftige Leistungskontrollstandards: Die Festlegung einheitlicher Leistungskontrollstandards erleichtert die Interaktion und Kommunikation zwischen Anbietern und Ausführenden. Sie ermöglichen die Überprüfung der tatsächlichen Leistung von LTES-Systemen und können zur Einführung von Leistungsgarantien führen.
  • Gezielte Erstellung von Informations- und Schulungsmaterialien für Entscheidungsträger, Umsetzer und Entwickler: Diese Materialien dienen der Vermittlung von relevantem Wissen und bieten praktische Anleitungen, um das Verständnis für LTES zu fördern und eine erfolgreiche Umsetzung zu unterstützen.
  • Verbesserte Konzepte und Technologien: Dazu gehört die Untersuchung von Ansätzen zur Erhöhung der Speichertemperaturen, wie z. B. die Verwendung von Drucksystemen, Hochtemperatur-Aquifer-Thermalspeichern (HT ATES), Gesteins- oder Sandspeichern, sowie die Untersuchung der Nutzung bestehender Infrastrukturen wie Gas- oder Ölreservoirs, Bergwerke, Tonabbaugebiete oder Kiesgruben. Dieses Verzeichnis enthält Informationen über die TRL der verschiedenen Ansätze und ihre potenziellen Anwendungen.

Presse & Publikationen

Tosatto, A., & Ochs, F. (2024). Comparison of detailed large-scale Thermal Energy Storage simulation models. Proceedings of BauSim Conference 2024:  10th Conference of IBPSA-Germany and Austria, 18–25. https://doi.org/10.26868/29761662.2024.3

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