Wärmespeicher für Solarthermie – Stadtwerke Ludwigsburg-Kornwestheim
Bild 2. Der Kremsmüller-Wärmespeicher in Ludwigsburg im Bau (Bildquelle: Kremsmüller)
Bild 3. Der Kremsmüller-Wärmespeicher in Würzburg beim Einbau in das bestehende Gebäude (Bildquelle: Kremsmüller)
Mit rd. 9 MW Spitzenleistung und rd. 14 800 m2 Kollektorfläche haben die Stadtwerke Ludwigsburg-Kornwestheim die größte Solarthermieanlage Deutschlands. Sie gehört zum kommunalen Klimaschutz-Modellprojekt Solar-Heat-Grid des Bundesumweltministeriums. Im Bestand gibt es zudem ein Holzheizkraftwerk. Ein Teil des knapp 16 Mio. € teuren Zukunftsprojekts ist ein Heißwasser-Wärmespeicher, den Kremsmüller Anlagenbau in Kooperation mit dem Schwesterunternehmen Max Straube in den Jahren 2019 und 2020 erfolgreich umgesetzt hat.
Der runde Druckspeicher (Bild 2) mit 5 bar Überdruck und einer Temperatur bis 110 °C hat ein nutzbares Fassungsvermögen von 2 000 m3. Er ist 20 m hoch, 14 m im Durchmesser und wiegt im Betrieb bis zu 3 000 t. Zur Errichtung eines entsprechend belastbaren Fundaments mussten 24 Bohrpfähle 13 m tief in den Boden gebracht werden.
Ziel des Modellprojekts: mehr erneuerbare Energien im Fernwärmenetz und mehr Effizienz für das Kraftwerk. Der Wärmespeicher ist in technischer Hinsicht die beste Möglichkeit, ein Netz mit regenerativ erzeugten Energien auch dann stabil zu versorgen, wenn die Erzeugung schwankt – z. B. in Wintermonaten. Im Verbund mit der Solarthermieanlage kann der Wärmespeicher die regenerativ erzeugte Wärme einspeisen und damit die teils noch klassisch erzeugte Grundlastwärme ersetzen.
Die Einsparungsprognosen der Stadtwerke Ludwigsburg-Kornwestheim zeigen, dass mit der neuen Anlage die jährliche CO2-Einsparung rd. 3 700 t beträgt – das entspricht rd. 1,6 Mio. l Benzin.
Projekt Wärmespeicher für lokale Energieversorger – Würzburg
Um das Heizkraftwerk Würzburg zukunftsfähig zu machen, wurde es modernisiert und ein Wärmespeicher in das Kraftwerksinnere integriert. Mit Blick auf den Ballungsraum, die anliegende Architektur der Altstadt und die klimatischen und geothermischen Besonderheiten der Region prüfte man zuerst Alternativen wie beispielsweise Solarthermie, Geothermie oder Blockheizkraftwerke, entschied sich aber dann letztlich doch für den Wärmespeicher (Bild 3), den man im Zusammenspiel mit dem bestehenden Heizkraftwerk nutzen wollte.
Eine besondere Herausforderung bei diesem Kremsmüller-Projekt war es, den Wärmespeicher in das bestehende Gebäude des Krafwerks zu bauen, ohne das Stadtbild mit der nahen Altstadt nachhaltig zu verändern. Die Aufstellung des Speichers im Gebäudeinneren ist außergewöhnlich und in Deutschland einmalig, da Wärmespeicher dieser Größe i. d. R. neben dem Kraftwerk errichtet werden. Für den 45 m hohen Speicher mit 9,4 m Durchmesser wurde das Gebäude-Fundament um 3 m abgesenkt. Das Wasser, das sich im neu errichteten Speicher befindet, kann eine Wärmemenge von 175 000 kWh puffern. So werden die CO2-Emissionen des Heizkraftwerks, das 90 % des Fernwärmenetzes der Stadt Würzburg versorgt, deutlich reduziert und der Nutzungsgrad im Rahmen einer umfassenden Modernisierung des Standorts um 5 % gesteigert. Aufgrund der damit erreichten Flexibilität, kann das Heizkraftwerk Würzburg in Zukunft wesentlich effizienter und wirtschaftlicher auf den städtischen Bedarf an Wärme und den Entwicklungen am Strommarkt eingehen.