Power-to-Heat-System mit thermischer Energie­speicherung

ENERGYNEST entwickelt und liefert integrierte Power-to-Heat-Systeme für industrielle Prozesswärme.

Die modulare ThermalBattery™ bildet das thermische Herzstück dieser Systeme. In Kombination mit elektrischen Heizeinheiten, optionaler Dampferzeugung oder Wärmetauschern, Balance-of-Plant-Komponenten und intelligenter Regelung entsteht ein vollständig integriertes System zur Umwandlung, Speicherung und Bereitstellung von Wärme aus elektrischer Energie.

 

Unsere Systeme sind darauf ausgelegt, sich nahtlos in bestehende industrielle Prozesse zu integrieren und nach Inbetriebnahme weitgehend autonom zu betreiben.

Systemumfang: mehr als ein Speicher

ENRGYNEST liefert vollständige Power-to-Heat-Systeme aus einer Hand:

  • ThermalBattery™-Module
  • E-Heizer
  • Optional: Dampferzeuger oder Wärmetauscher
  • BOP-Paket als einbaufertige Einheit: Rohrleitungen, Pumpen, Ventile & Ausdehnungsgefäß
  • Thermalöl (auf die spezifischen Bedürfnisse des Systems und Ihre Anforderungen zugeschnitten)
  • Mess-, Steuer- und Regelungstechnik

Diese Systemarchitektur ermöglicht gleichzeitiges Laden und Entladen, Lastverschiebung sowie die Integration in bestehende Energie- und Prozessleitsysteme.

Vom elektrischen Strom zur nutzbaren Prozesswärme

1. Stromaufnahme & elektrische Wärmeerzeugung
Strom aus dem Netz oder aus Eigenerzeugung wird über einen elektrischen Heizer in Wärme umgewandelt.

 

Die elektrische Leistung und Wärmestrategie werden an Netzbedingungen und Prozessanforderungen angepasst.

2. Wärmeübertragung & Speicherung
Das erhitzte Thermalöl strömt durch in HEATCRETE® eingebettete Stahlrohre und überträgt die Energie auf den Festkörperspeicher.

Die ThermalBattery™ speichert die Energie mit sehr geringen Verlusten über Stunden oder Tage.

3. Entladung & Wärmeabgabe
Bei Bedarf wird die gespeicherte Wärme an das Prozesssystem abgegeben – als Thermalöl, Dampf oder Heißluft.

 

Bypass- und Regelventile sorgen für konstante Auslasstemperaturen.

4. Betriebssicherheit & Redundanz
Das System wird parallel zur bestehenden Wärmeversorgung integriert.

 

Bestehende Kessel bleiben jederzeit als Backup verfügbar und werden nicht funktional ersetzt.

Infografiken - Laden-Entladen Punke

Technischer Betriebsbereich des Power-to-Heat-Systems

Unser Power-to-Heat-System liefert Prozesswärme in Form von gesättigtem oder überhitztem Dampf, heißem Thermoöl oder Heißluft bei Temperaturen von ca. 120 °C bis über 300 °C. Die ThermalBattery™ kann bis zu 390 °C betrieben werden. Die maximale Ladetemperatur unseres Speichers liegt bei etwa 390 °C, wenn konventionelle Kohlenstoffstahlrohre verwendet werden. Wirtschaftliche Anwendungen laden im Bereich von 250 °C bis 390 °C und entladen im Bereich von 120 °C bis 300 °C. Üblicherweise liegen die kundenspezifischen Lösungen zwischen 5 MWh und 1000 MWh, mit Lade- bzw. Entladezeiten von einigen Minuten bis zu mehreren Stunden.

Die Auslegung erfolgt stets prozessspezifisch auf Basis des realen Wärmebedarfs und der gewünschten Betriebsstrategie.

Konfiguration abhängig von Prozessparametern

Technische Vorteile des integrierten Systems

Autonomer Betrieb
Nach Inbetriebnahme arbeitet das System vollständig automatisiert. Lade- und Entladeprozesse erfolgen ohne manuelle Eingriffe.
Robuste, wartungsarme Bauweise

Der thermische Speicher besteht ausschließlich aus Stahl und Festkörpermaterial. Keine beweglichen Teile im Speicher, keine chemischen Reaktionen.

Industrieerprobte Sicherheit
  • Auslegung nach Druckgeräterichtlinie (PED)
  • CE-Kennzeichnung je Modul
  • Vorabtests und Abnahmen vor Auslieferung
Schnelle CO₂-Amortisation

Je nach Strommix amortisiert sich der CO₂-Footprint der Anlage innerhalb weniger Monate.

Kosteneffizient

Aufgrund des Designs und der Materialauswahl stellt unsere ThermalBattery™ eine kosteneffiziente Lösung zur Abwärmerückgewinnung dar. Die Module werden von unseren Partnern außerhalb des Werks hergestellt und an unsere Kunden zur einfachen Montage vor Ort geliefert – das spart Kosten und steigert den Wert.

Sichere Anwendung

ENERGYNEST-Module werden unter Einhaltung der geltenden Vorschriften und Normen entwickelt und sind aufgrund ihrer komplett verschweißten Rohrleitungen eigensicher. Außerdem werden sie vor der Auslieferung an den Kunden strengen Tests und Zertifizierungen unterzogen und tragen das CE-Zeichen. 

Einfache Installation 

Wenn die Module vor Ort ankommen, sind sie sofort montagebereit, was die Bauzeit erheblich verkürzt und den Kunden einen schnelleren Zugang zu den betrieblichen Vorteilen ermöglicht.

Schnelle Armortisierung von CO2
Die Amortisierung von ENERGYNEST-Lösungen zur Senkung des CO2-Ausstoßes ist bemerkenswert schnell – basierend auf aktuellen Berechnungen dauert sie etwa 2 Monate. Das bedeutet, dass sich die Dekarbonisierungsstrategie schon bald rentieren könnte – oder sogar noch mehr Wert generiert.

Systemgrenzen & Betriebsphilosophie

Das ENERGYNEST Power-to-Heat-System wird bis zu definierten Prozessschnittstellen geliefert und integriert. Bestehende Kessel, Turbinen oder Verbraucher bleiben unverändert Bestandteil der Anlage. Das System ist für den Parallelbetrieb ausgelegt und ersetzt keine sicherheitskritischen Bestandskomponenten.

 

Die Systemsteuerung priorisiert jederzeit Prozesssicherheit vor Wirtschaftlichkeit.
Markt- und Flexibilitätsoptimierung erfolgt ausschließlich innerhalb definierter Betriebsgrenzen und unter Berücksichtigung der aktuellen Prozessanforderungen.

 

Das ENERGYNEST Power-to-Heat-System ist kein elektrochemischer Stromspeicher und kein Wasserstoffsystem. Es wandelt elektrische Energie direkt in speicherbare Prozesswärme um und vermeidet damit Umwandlungsverluste, zusätzliche Medien und sicherheitsrelevante Komplexität.

Das System ist für industrielle Dauerbetriebe ausgelegt. Durch parallele Integration und redundante Wärmeerzeugung bleibt die Prozesswärmeversorgung auch bei Wartung oder Teilausfällen jederzeit gesichert.

Vom Gießen bis zur Baustelle: einfacher Transport per LKW oder Bahn dank standardisiertem Containerformat

Die ThermalBattery™ als Kernkomponente

Die ThermalBattery™ ist das zentrale thermische Speicherelement aller ENERGYNEST-Power-to-Heat-Systeme. Sie basiert auf einem modularen Festkörperdesign aus HEATCRETE® und Stahl und ist für eine Lebensdauer von über 25 Jahren ausgelegt.

Von der Produktion bis zur Montage vor Ort: Vorbereitung der Stahlkassetten vor dem Gießen und Endmontage der fertigen Module am YARA-Standort in Porsgrunn, Norwegen

Von Experten geprüftes System

Das Design unseres Systems und die Ergebnisse unserer ThermalBattery™-Pilotanlage wurden im Journal of Energy Storage als Peer-Review-Artikel „Long-term performance results of concrete-based modular thermal energy storage system“ veröffentlicht.

Journal-Artikel [PDF]

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Wir freuen uns über jede Nachricht!

Visionäre Projekte, erfolgreich umgesetzt

Wir haben unsere innovative Technologie in unserem ThermalBattery™-Pilotprojekt, das in Masdar, Abu Dhabi, installiert wurde, strengen Tests unterzogen. Derzeit führen wir mehrere wegweisende kommerzielle Projekte für verschiedene Anwendungsgebiete durch.

Mehr zu unseren Projekten erfahren

Starke Partnerschaften. Zuverlässige Umsetzung für die Industrie.

Wir arbeiten mit einem Netzwerk etablierter europäischer Industriepartner zusammen, um großskalige und zuverlässige Wärmeinfrastruktur umzusetzen. Unser Kooperationsmodell sorgt für eine reibungslose Integration in bestehende Produktionsumgebungen – mit klaren Verantwortlichkeiten, bewährten Umsetzungsprozessen und planbaren Ergebnissen.

Mehr zu unseren Partnern

ThermalBattery™ FAQ: Häufig gestellte Fragen

Für welche industriellen Anwendungen ist das System geeignet – und für welche nicht?

Das System ist für industrielle Anwendungen konzipiert, bei denen größere Mengen an Prozesswärme zuverlässig und über längere Zeiträume bereitgestellt werden müssen. Typischerweise kommt es in Produktionsumgebungen zum Einsatz, in denen Wärme im Temperaturbereich von etwa 120 Grad Celsius bis über 300 Grad Celsius benötigt wird.
Voraussetzung ist in der Regel ein jährlicher Wärmebedarf von mehr als 5 Gigawattstunden sowie eine ausreichend dimensionierte Netzanschlusskapazität. Als grobe Orientierung gilt: Für etwa 5 Gigawattstunden jährlichen Wärmebedarf wird rund 1 Megawatt elektrische Anschlussleistung benötigt.
Besonders geeignet ist das System für energieintensive Industrien mit kontinuierlichem oder semi-kontinuierlichem Wärmebedarf. Dazu zählen unter anderem:
  • Chemische Industrie
  • Papier- und Zellstoffindustrie
  • Lebensmittel- und Getränkeindustrie
  • Glas- und Baustoffindustrie
  • Metall- und Grundstoffindustrie
Innerhalb dieser Branchen decken Power-to-Heat-Systeme mit Wärmespeicher eine Reihe typischer Anwendungen ab. Häufige Einsatzfelder sind etwa:
  • Prozesswärme für industrielle Trocknungsprozesse
  • Dampferzeugung für Produktionsanlagen
  • Thermalölkreisläufe in industriellen Anlagen
  • Integration erneuerbarer Stromquellen in die industrielle Wärmeversorgung
Weniger geeignet ist das System für Anwendungen mit sehr geringem Wärmebedarf, stark schwankenden Einzelspitzen ohne planbare Lastprofile oder für Prozesse, die deutlich unterhalb der genannten Temperaturbereiche arbeiten. In solchen Fällen lassen sich die technischen und wirtschaftlichen Vorteile großskaliger elektrischer Power-to-Heat-Systeme mit Wärmespeicher meist nicht vollständig ausschöpfen.

Welche Temperaturen kann die ThermalBattery™ bewältigen?

Unser Speichermaterial HEATCRETE® wurde bei Temperaturen von bis zu 550°C getestet und gewährleistet bis zu 390°C eine einwandfreie Funktion.

Kann das System gleichzeitig laden und entladen?

Ja. Das System kann gleichzeitig Wärme aufnehmen und bereitstellen.
Der integrierte Wärmespeicher wird geladen, während parallel Wärme an den Prozess abgegeben werden kann. Dadurch lassen sich Schwankungen im Stromangebot ausgleichen, ohne die kontinuierliche Versorgung der Produktion zu unterbrechen.
Diese Betriebsweise ermöglicht es beispielsweise, günstigen oder erneuerbaren Strom flexibel zum Laden des Speichers zu nutzen, während die gespeicherte Wärme zeitgleich für industrielle Anwendungen wie Dampferzeugung, Trocknungsprozesse oder Thermalölkreisläufe bereitgestellt wird.

Wie schnell kann die ThermalBattery™ reagieren?

Die ThermalBattery™ kann für unterschiedliche Betriebsstrategien ausgelegt werden – von schnellen Flexibilitätsanwendungen bis hin zu längeren Lade- und Entladezyklen über mehrere Stunden oder Tage.

Wie wird Prozesssicherheit und konstante Temperatur gewährleistet?

Die Prozesssicherheit bleibt erhalten, weil das System parallel zur bestehenden Wärmeversorgung in die Anlage integriert wird. Die vorhandenen Kessel oder Dampferzeuger bleiben weiterhin vollständig betriebsfähig und stehen jederzeit als Backup zur Verfügung. Sie werden durch das System nicht ersetzt, sondern ergänzen die elektrische Wärmeerzeugung.
Auf diese Weise kann die Wärmeversorgung auch dann stabil aufrechterhalten werden, wenn Lastprofile, Stromverfügbarkeit oder Betriebsbedingungen variieren. Die bestehende Infrastruktur dient dabei als zusätzliche Absicherung für den Produktionsprozess.
Für eine konstante Temperaturführung sorgt die übergeordnete Systemsteuerung. Sie koordiniert elektrische Wärmeerzeugung, Wärmespeicher und vorhandene Kessel so, dass der Wärmebedarf der Anlage jederzeit zuverlässig gedeckt wird. Dabei gilt ein klares Prinzip: Prozesssicherheit hat Vorrang vor wirtschaftlicher Optimierung.

Wie integriert sich das System in bestehende Anlagen und Leitsysteme?

Das ENERGYNEST Power-to-Heat-System wird bis zu definierten Prozessschnittstellen geliefert und integriert. Bestehende Kessel, Turbinen oder Verbraucher bleiben unverändert Bestandteil der Anlage.

Wie wird Verfügbarkeit, Überwachung und Wartung sichergestellt?

Die Verfügbarkeit des Systems wird durch einen robusten Anlagenaufbau und eine kontinuierliche Betriebsüberwachung sichergestellt. Die ThermalBattery™ selbst enthält im Speichermedium keine beweglichen Teile. Dadurch reduziert sich der mechanische Verschleiß deutlich, und potenzielle Ausfallursachen werden minimiert.
Die wenigen kritischen Balance-of-Plant-Komponenten bestehen aus etablierten Standard-Industriekomponenten, etwa Pumpen, Ventilen und Sensorik. Diese Bauteile sind aus anderen industriellen Anwendungen bekannt und lassen sich mit gängigen Wartungs- und Ersatzteilkonzepten betreiben.
Der Anlagenbetrieb wird fortlaufend über Mess-, Steuer- und Regelungstechnik überwacht. Betriebsdaten wie Temperatur, Druck oder Durchfluss werden kontinuierlich erfasst und in Echtzeit analysiert. Auf diese Weise lassen sich Abweichungen frühzeitig erkennen und entsprechende Maßnahmen einleiten, bevor sie den Betrieb beeinträchtigen.

Wie greift das System in bestehende Regelungskonzepte ein?

Das System wird in bestehende Prozessleitsysteme integriert, etwa in DCS- oder SCADA-Umgebungen. Über entsprechende Schnittstellen kann es mit vorhandenen Regelungs- und Energiemanagementsystemen kommunizieren, sodass relevante Betriebsdaten zwischen den Systemen ausgetauscht werden.
Auf dieser Basis lassen sich Betriebsstrategien an bestehende Lastprofile und Produktionsanforderungen anpassen. Die Steuerung berücksichtigt dabei kontinuierlich die Anforderungen des Produktionsprozesses und sorgt dafür, dass Anlagenstabilität und Prozesssicherheit jederzeit gewährleistet bleiben.
Optimierungen im Speicherbetrieb oder eine marktbasierte Fahrweise erfolgen ausschließlich innerhalb definierter Betriebsgrenzen. Prozessanforderungen und Anlagenstabilität haben dabei stets Vorrang.

Wie wird sichergestellt, dass Prozessparameter (Druck, Temperatur) nicht schwanken?

Konstante Prozessparameter werden durch eine Kombination aus hydraulischem Systemdesign und Regelungstechnik sichergestellt. Bypass- und Regelventile sorgen dafür, dass konstante Auslasstemperaturen bereitgestellt werden, auch wenn sich Betriebszustände im System ändern.
Eine hydraulische Entkopplung stabilisiert zusätzlich die Temperatur- und Druckniveaus im Prozess. Dadurch werden Schwankungen innerhalb des Energiesystems nicht direkt in den Produktionsprozess übertragen.
Der Wärmespeicher ermöglicht außerdem eine Lastentkopplung zwischen Strommarkt und Produktionsbedarf. Kurzfristige Änderungen im Strombezug wirken sich damit nicht unmittelbar auf die Prozessversorgung aus. Regelalgorithmen gleichen verbleibende kurzfristige Schwankungen kontinuierlich aus.
Bestehende Kessel bleiben parallel verfügbar und können bei Bedarf als zusätzliche Stabilitätsreserve eingesetzt werden.

Kann ein bestehendes System später erweitert werden?

Ja. Das System ist modular aufgebaut und kann bei Bedarf erweitert werden.
Zusätzliche ThermalBattery™-Module lassen sich nachträglich installieren, um die Speicherkapazität oder die bereitstellbare Wärmemenge zu erhöhen. Erweiterungen können dabei an eine zunehmende Elektrifizierung der Prozesswärme oder an Veränderungen in der Produktionsstruktur angepasst werden.
Die modulare Architektur ermöglicht diesen Ausbau in der Regel ohne grundlegende Änderungen am bestehenden System. Dadurch können Anlagen schrittweise erweitert werden, wenn sich Energiebedarf oder Betriebsanforderungen weiterentwickeln.

Wodurch unterscheidet sich die ThermalBattery™ von elektrochemischen Batterien?

Elektrochemische Batterien, wie Lithium-Ionen- und Bleibatterien, benötigen Strom zum Laden, während die ENERGYNEST ThermalBattery™ mit Wärme geladen wird. Das bedeutet, dass die ThermalBattery™ für Anwendungen (wie etwa Kraft-Wärme-Kopplung) eingesetzt werden kann, die mit elektrochemischen Batterien physikalisch nicht möglich sind. Darüber hinaus hat die ThermalBattery™ eine wesentlich längere Lebensdauer, weist nahezu keine Leistungseinbußen auf und besteht aus vollständig recycelbaren Materialien. Diese Materialien bestehen in erster Linie aus Stahl und Beton, also aus günstigen und weltweit verfügbaren Rohstoffen. Aus diesem Grund ist das System wesentlich kostengünstiger als Batterien.

Wodurch unterscheidet sich die ThermalBattery™ von Wasserstoffsystemen?

Die ThermalBattery™ speichert Energie direkt in Form von Wärme. Zusätzliche Umwandlungsschritte sind dafür nicht erforderlich.
Bei wasserstoffbasierten Systemen verläuft der Weg komplexer. Elektrischer Strom wird zunächst über Elektrolyse in Wasserstoff umgewandelt. Anschließend folgen Speicherung, gegebenenfalls Transport sowie die spätere Nutzung, etwa durch Verbrennung oder Rückverstromung. Jeder dieser Schritte verursacht zusätzliche Energieverluste.
Thermische Speicher erreichen deshalb bei der Bereitstellung industrieller Wärme in der Regel deutlich höhere Gesamtwirkungsgrade. Die Energie wird direkt im benötigten Temperaturbereich gespeichert und wieder abgegeben, ohne weitere Umwandlungsketten.
Ein weiterer Unterschied betrifft Infrastruktur und Genehmigung. Für thermische Speicher werden keine neuen Brennstoffe und keine spezielle Gasinfrastruktur benötigt. Auch Sicherheits- und Genehmigungsanforderungen sind in der Regel deutlich einfacher als bei wasserstoffbasierten Systemen.

Wann ist ENERGYNEST technisch nicht sinnvoll?

Eine Power-to-Heat-Lösung mit ThermalBattery™ ist nicht in allen industriellen Situationen sinnvoll. Technische Grenzen ergeben sich vor allem aus Temperaturanforderungen, Anlagengröße und der verfügbaren elektrischen Infrastruktur.
Weniger geeignet ist das System insbesondere in folgenden Fällen:
  • Wenn deutlich höhere Prozesstemperaturen benötigt werden, als im typischen Auslegungsbereich des Systems wirtschaftlich und technisch sinnvoll abgedeckt werden können.
  • Wenn der jährliche Wärmebedarf unter etwa 5 GWh liegt.
  • Wenn keine ausreichende Netzanschlusskapazität vorhanden ist. Als Orientierung gilt etwa 1 MW elektrische Anschlussleistung pro 5 GWh jährlichem Wärmebedarf.
In diesen Fällen können andere Technologien oder Versorgungskonzepte technisch besser geeignet sein.

Wie funktioniert das Speichern von Wärme in der ThermalBattery™?

Energie in Form von Wärme wird mithilfe einer Wärmeträgerflüssigkeit (Heat Transfer Fluid: HTF) auf die ThermalBattery™ übertragen. Die HTF kann im Prinzip jede Flüssigkeit mit geeigneten Wärmeübertragungseigenschaften sein. In den meisten Fällen ist dies Thermalöl. Die Wärme der HTF wird über eingegossene U-förmige Wärmetauschrohre aus Kohlenstoffstahl an das Festkörperspeichermaterial HEATCRETE® übertragen. Es besteht kein direkter Kontakt zwischen der Wärmeträgerflüssigkeit und HEATCRETE® – die Wärmeübertragung erfolgt ausschließlich über die Stahlrohre des Wärmetauschers. Die Konstruktion des Wärmespeicherelements mit U-Rohren gewährleistet, dass die thermischen Spannungen in axialer Richtung minimiert werden. Die thermischen Elemente umfassen auch einen Stahlmantel, der drei Funktionen erfüllt: Er ist eine dauerhafte Gussform, eine externe Verstärkung, die das Risiko von Abplatzungen oder Rissen verringert, und ein HTF-Rückhaltesystem (für den sehr unwahrscheinlichen Fall einer HTF-Leckage im Inneren des Elements).

Wie wird die Qualität des Systems sichergestellt?

Wir arbeiten nur mit nach ISO 9001:2015 zertifizierten Lieferanten und Partnern zusammen, die ein Höchstmaß an Vertrauen in unsere Produkte und Dienstleistungen setzen. Darüber hinaus führen wir gemeinsam mit zertifizierten Stellen 2nd-Party-Audits und eine Vor-Ort-Überwachung in den kritischen Phasen des Bauprozesses durch.

Wie widersteht die ThermalBattery™ der Belastung durch thermische Ausdehnung?

Das Speichermaterial ist so konzipiert, dass es einen ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie die eingegossenen Kohlenstoffstahlrohre hat.

Wie viele Lade-/Entladezyklen kann die ThermalBattery™ bewältigen?

Bei täglicher Beanspruchung würde eine ThermalBattery™ in 50 Jahren Betrieb weniger als 20.000 Zyklen durchlaufen. Da die Belastungswerte weit von den Versagenswerten für Beton entfernt sind, stellen Spannung und Ermüdung für unser ThermalBattery™-System selbst bei 10.000 - 20.000 Zyklen keine Probleme dar.

Nimmt die Leistung der ThermalBattery™ mit der Zeit ab?

Die ThermalBattery™ selbst weist während des Betriebs keine Leistungseinbußen auf, da das System vollständig aus langlebigem Beton und Stahl besteht und somit Zehntausende von Belastungszyklen aushalten kann. Alle Materialien werden innerhalb von Grenzwerten eingesetzt, die ihre Funktionsfähigkeit für bis zu 25 Jahre gewährleisten.

Wie werden technische Risiken minimiert?

ENERGYNEST konzipiert die ThermalBattery™ so, dass technische Risiken minimiert werden, um die garantierte Leistung zu gewährleisten. Jedes ThermalBattery™-Modul wird in Übereinstimmung mit der Druckgeräterichtlinie 2014/68/EU entwickelt und hergestellt, und ist individuell CE-gekennzeichnet. Das Energiespeichermaterial wurde einer Vielzahl von Tests unterzogen – sowohl in Laboren als auch in realen Pilotanlagen –, und die Leistung wird von externen Prüfern zertifiziert. Daten über die genaue Leistung und die nachgewiesene Systemleistung können auf Anfrage mitgeteilt werden.

Wie hoch sind die Wärmeverluste im Laufe der Zeit?

Die thermischen Verluste betragen bei Großprojekten weniger als 2 % über 24 Stunden. Bei kleineren Projekten sind die Verluste etwas höher, da das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen zunimmt.

Wie wird die Leistung der ThermalBattery™ gemessen?

Die Leistung der ThermalBattery™ basiert auf Messungen der HTF-Einlass- und -Auslasstemperatur und des Massenflusses durch das System. Diese Parameter ermöglichen eine genaue Leistungsüberwachung. Im Falle von Wasser/Dampf wird die Leistung auf Grundlage des Massenflusses des Fluids in flüssiger Form (Wasser) oder in Form von Dampf in Kombination mit Temperatur und Druck gemessen.

Wie funktioniert eine ThermalBattery™?

Energie in Form von Wärme wird mithilfe einer Wärmeträgerflüssigkeit (Heat Transfer Fluid: HTF) auf die ThermalBattery™ übertragen. Die HTF kann im Prinzip jede Flüssigkeit mit geeigneten Wärmeübertragungseigenschaften sein. In den meisten Fällen ist dies entweder Thermalöl oder Wasser/Dampf. Die Wärme der HTF wird über eingegossene U-förmige Wärmetauschrohre aus Kohlenstoffstahl an das Festkörperspeichermaterial HEATCRETE® übertragen. Es besteht kein direkter Kontakt zwischen der Wärmeträgerflüssigkeit und HEATCRETE® – die Wärmeübertragung erfolgt ausschließlich über die Stahlrohre des Wärmetauschers. Die Konstruktion des Wärmespeicherelements mit U-Rohren gewährleistet, dass die thermischen Spannungen in axialer Richtung minimiert werden. Die thermischen Elemente umfassen auch einen Stahlmantel, der drei Funktionen erfüllt: Er ist eine dauerhafte Gussform, eine externe Verstärkung, die das Risiko von Abplatzungen oder Rissen verringert, und ein HTF-Rückhaltesystem (für den sehr unwahrscheinlichen Fall einer HTF-Leckage im Inneren des Elements).

Wodurch unterscheidet sich ENERGYNEST von elektrochemischen Batterien?

Elektrochemische Batterien, wie Lithium-Ionen- und Bleibatterien, benötigen Strom zum Laden, während die ENERGYNEST ThermalBattery™ mit Wärme geladen wird. Das bedeutet, dass die ThermalBattery™ für Anwendungen (wie etwa Kraft-Wärme-Kopplung) eingesetzt werden kann, die mit elektrochemischen Batterien physikalisch nicht möglich sind. Darüber hinaus hat die ThermalBattery™ eine wesentlich längere Lebensdauer, weist nahezu keine Leistungseinbußen auf und besteht aus vollständig recycelbaren Materialien. Diese Materialien bestehen in erster Linie aus Stahl und Beton, also aus günstigen und weltweit verfügbaren Rohstoffen. Aus diesem Grund ist das System wesentlich kostengünstiger als Batterien.

Wer ist für den Bau der ThermalBattery™ verantwortlich?

Wir bieten unseren Kunden die für ihre Situation günstigste Option an, die in der Regel eine der folgenden ist: Der Kunde bringt seinen EPC-Anbieter mit und ENERGYNEST berät vor Ort, um ihn beim Bau der ThermalBattery™ zu begleiten. Oder wir gestalten zusammen mit einem unserer internationalen EPC-Partner eine passende, schlüsselfertige Lösung für unsere Kunden.

Wie wird die Qualität des Systems sichergestellt?

Wir arbeiten nur mit nach ISO 9001:2015 zertifizierten Lieferanten und Partnern zusammen, die ein Höchstmaß an Vertrauen in unsere Produkte und Dienstleistungen setzen. Darüber hinaus führen wir gemeinsam mit zertifizierten Stellen 2nd-Party-Audits und eine Vor-Ort-Überwachung in den kritischen Phasen des Bauprozesses durch.

Wie lang ist die Vorlaufzeit für die Installation einer ThermalBattery™? (Annahme: Lieferung der Materialien + Bau)

Die Vorlaufzeit für die Installation einer ThermalBattery™ beträgt in der Regel 12 bis 15 Monate nach Unterzeichnung des Vertrags. Dieser Zeitraum umfasst die Fertigstellung der ThermalBattery™-Konstruktion, die Vorbereitung und den Transport der Schlüsselkomponenten sowie den gesamten Bauprozess, der Bauarbeiten und die kalte Inbetriebnahme beinhaltet. Die genaue Dauer kann je nach Größe und Standort des Projekts variieren, aber alle notwendigen Schritte sind in der angegebenen Vorlaufzeit berücksichtigt.

Wie hoch sind die mit dem Bau einer ThermalBattery™ verbundenen Kohlenstoffemissionen?

Die CO2-Emissionen sind in hohem Maße von den jeweiligen Umständen abhängig und können von einem Projekt zum anderen variieren. Sicher ist, dass die Auswirkungen im Allgemeinen nicht wesentlich größer sind als die von Zement. Bei einer konservativen Schätzung würden die Gesamtemissionen bei 15 kg pro kWh Speicherkapazität liegen. Die Treibhausgasintensität der Elektrizitätserzeugung unterscheidet sich dabei jen nach EU-Mitgliedstaat erheblich. Die durchschnittliche THG-Emissionsintensität der Stromerzeugung in der EU liegt jedoch bei etwa 250 g/kWh. Einer groben Einschätzung zufolge amortisiert sich die CO2-Schuld für eine ThermalBattery™ nach zwei bis drei Monaten. Daher wird die ENERGYNEST ThermalBattery™, unabhängig von der Art des Projekts, ihren CO2-Fußabdruck schnell wieder ausgleichen. Die ThermalBattery™ ist eine intelligente und kosteneffiziente Lösung zur Verringerung der CO2-Emissionen in wärmeintensiven Branchen.

Wie können in Industrieanlagen Einsparungen erzielt und die Kohlenstoffemissionen reduziert werden?

Die ENERGYNEST-Projektentwickler beginnen damit, die Prozessdaten der Anlagen auszuwerten. Dazu gehört die Analyse der verschiedenen Wärmequellen und Wärmesenken in Bezug auf Temperatur, Druck und Durchflussmengen. In vielen Industrieanlagen gibt es Prozesse, deren Energieerzeugung und -verbrauch entweder lückenhaft oder stark schwankend sind. Indem ENERGYNEST thermische Energie aus Hochtemperatur-Abwärmequellen zurückgewinnt, speichert und zu einem späteren Zeitpunkt in nachgelagerte Prozesse einspeist, eröffnen sich völlig neue Möglichkeiten der Abwärmenutzung: Anstatt fossile Brennstoffe zu verbrauchen, um die benötigte Wärme zu erzeugen, kann die Industrie einfach auf gespeicherte Wärmeenergie zurückgreifen. Die Reduzierung des Verbrauchs fossiler Brennstoffe ermöglicht eine entsprechende Reduzierung der Kohlenstoffemissionen. Die ThermalBattery™ ermöglicht den Betreibern von Industrieanlagen also ein optimales Management ihres Energieverbrauchs.

Welche Art von Einnahmemöglichkeiten können für unabhängige Stromerzeuger geschaffen werden?

Die ThermalBattery™ ist die ultimative Flexibilitätslösung für Wärmekraftwerke. Sie kann direkt in bestehende Dampfkreisläufe integriert werden und bietet so einen Dampfspeicher zwischen Kessel und Turbine. Dies ermöglicht es den Betreibern, ihren Kessel kontinuierlich zu nutzen und gleichzeitig die elektrische Leistung nach Bedarf zu erhöhen oder zu reduzieren. Je nach Situation kann die Reaktionszeit des Systems auf weniger als 7 Sekunden gedrosselt werden. Dies macht die ThermalBattery™ zu einer perfekten Lösung, um thermische Kraftwerke mit der notwendigen Flexibilität auszustatten, auf primäre Frequenzänderungen reagieren zu können. Die ThermalBattery™ kann also für eine kurze oder lange Reaktionszeit ausgelegt werden – je nachdem, was den größten Nutzen auf den Strommärkten bringt.

Wie viel kostet die ThermalBattery™?

Die Materialkosten für unsere Basisspeichermodule hängen von der tatsächlichen Speicherkapazität sowie den individuellen Projektbedingungen ab. Dazu gehören das Speichermedium, dessen Umhüllung und die Mittel zur Einspeisung und Entnahme von Wärme aus dem Medium. Außerdem sind die lokalen EPC-Kosten zu berücksichtigen, die von Projekt zu Projekt erheblich variieren können. Die Gesamtkosten des Systems unterscheiden sich daher je nach Größe, Funktionalität, Unterkomponenten sowie geografischem Standort.

Welche Temperaturen kann die ThermalBattery™ bewältigen?

Unser Speichermaterial HEATCRETE® wurde bei Temperaturen von bis zu 550°C getestet und gewährleistet bis zu 450°C eine einwandfreie Funktion.

Wie widersteht die ThermalBattery™ der Belastung durch thermische Ausdehnung?

Das Speichermaterial ist so konzipiert, dass es einen ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie die eingegossenen Kohlenstoffstahlrohre hat.

Wie viele Lade-/Entladezyklen kann die ThermalBattery™ bewältigen?

Bei täglicher Beanspruchung würde eine ThermalBattery™ in 50 Jahren Betrieb weniger als 20.000 Zyklen durchlaufen. Da die Belastungswerte weit von den Versagenswerten für Beton entfernt sind, stellen Spannung und Ermüdung für unser ThermalBattery™-System selbst bei 10.000 - 20.000 Zyklen keine Probleme dar.

Nimmt die Leistung der ThermalBattery™ mit der Zeit ab?

Die ThermalBattery™ selbst weist während des Betriebs keine Leistungseinbußen auf, da das System vollständig aus langlebigem Beton und Stahl besteht und somit Zehntausende von Belastungszyklen aushalten kann. Alle Materialien werden innerhalb von Grenzwerten eingesetzt, die ihre Funktionsfähigkeit für bis zu 50 Jahre gewährleisten.

Wie werden technische Risiken minimiert?

ENERGYNEST konzipiert die Thermal Battery™ so, dass technische Risiken minimiert werden, um die garantierte Leistung zu gewährleisten. Jedes Thermal Battery™-Modul wird in Übereinstimmung mit der Druckgeräterichtlinie 2014/86/EU entwickelt und hergestellt, und ist individuell CE-gekennzeichnet. Das Energiespeichermaterial wurde einer Vielzahl von Tests unterzogen – sowohl in Laboren als auch in realen Pilotanlagen –, und die Leistung wird von externen Prüfern zertifiziert. Daten über die genaue Leistung und die nachgewiesene Systemleistung können auf Anfrage mitgeteilt werden.

Wie hoch sind die Wärmeverluste im Laufe der Zeit?

Die thermischen Verluste betragen bei Großprojekten weniger als 2 % über 24 Stunden. Bei kleineren Projekten sind die Verluste etwas höher, da das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen zunimmt.

Welche Wartung ist für die ThermalBattery™ erforderlich?

Die ThermalBattery™ ist sehr wartungsarm, da es außer einigen Regelventilen an der Rohrleitungsschnittstelle zur Anlage keine beweglichen Teile gibt.

Wie schnell kann die Batterie reagieren?

Die ENERGYNEST ThermalBattery™ kann sehr schnell reagieren und bietet alles vom kurzfristigen Frequenzgang (30 Minuten Laden/Entladen) bis hin zu längeren Zyklen über mehrere Tage hinweg.

Wie wird die Leistung der ThermalBattery™ gemessen?

Die Leistung der ThermalBattery™ basiert auf Messungen der HTF-Einlass- und -Auslasstemperatur und des Massenflusses durch das System. Diese Parameter ermöglichen eine genaue Leistungsüberwachung. Im Falle von Wasser/Dampf wird die Leistung auf  Grundlage des Massenflusses des Fluids in flüssiger Form (Wasser) oder in Form von Dampf  in Kombination mit Temperatur und Druck gemessen.

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