pv magazine highlight top business model für Kraftwerk: Mehr als heiße Luft

„Wir benutzen einen Widerstandserhitzer, der die Funktion eines Haarföns industriellen Maßstabs hat. Dieser wandelt Strom in Wärme bis zu 1.300 Grad Celsius um und bläst die Hitze in unseren Speicher.“ Derart bildlich beschreibt Cedric Fritsch die Lösung von Kraftblock, die zur Dekarbonisierung von Wärmeprozessen in Industrie, Fernwärme und fossilen Kraftwerken dient. Es gehe auch um die Verbindung ökologischer und ökonomischer Aspekte bei Hochtemperaturspeichern.

„Der Speicher ist ein gut isolierter Container, in dessen Innerem das Kraftblock-Material ist. Es wurde eigens für die Speicherung entwickelt und besteht bis zu 85 Prozent aus recycelten Wertstoffen“, erklärt der Unternehmenssprecher. Hauptsächlich setzt Kraftblock auf Stahlschlacke. Das Material sei günstig, weil es sonst fast nirgends verwendet wird. Doch es kann auch was. „Es ist nicht nur stabil bis 1.300 Grad Celsius, sondern zeichnet sich durch eine hohe Wärmeleitfähigkeit aus“, sagt er. „Die Hitze der eingeblasenen Luft überträgt sich somit schnell auf das Material. Damit sind wir im Vorteil bei der Schnelligkeit des Ladens und Entladens.“

Wenn die Energie benötigt werde, werde Umgebungsluft durch den Speicher geblasen. Sie heize sich am Material auf und verlasse den Speicher wieder. „Dann wird die Temperatur geregelt und gegebenenfalls das Wärmeübertragungsmedium von Luft auf Dampf, Thermalöl, Gas oder Heißwasser übertragen, je nach Prozess. Damit muss die vorhandene Infrastruktur auch nicht verändert werden“, erklärt Fritsch.

Allerdings gibt es einige Voraussetzungen, die erfüllt sein müssen. Das Unternehmen muss über einen Anschluss von mindestens 400 Volt verfügen. In aller Regel ist das der Fall. Zudem braucht es eine Mindestladeleistung von 200 Kilowatt. Die kleinstmögliche Kapazität ist vier Megawattstunden.

Mit seiner Lösung, die unsere Juroren als pv magazine highlight top business model auszeichnen, zielt Kraftblock vor allem auf den Industriesektor ab, der Rohstoffe be- und verarbeitet. Safthersteller, Molkereien oder Metallverarbeitungsbetriebe nennt Fritsch als Beispiel. Die Wärmeprozesse bis 1.300 Grad Celsius auf diese Weise zu dekarbonisieren, lohne sich oft mehr als eine Direktelektrifizierung, da sie den Kunden Preisstabilität auf niedrigem Niveau verspreche. Dies ergebe sich aus der Möglichkeit, die Energie bei niedrigen Preisen zu kaufen und dann ohne größere Verluste bis zu zwei Wochen speichern zu können. Der Wirkungsgrad des Kraftblock-Systems liegt in diesem Zeitraum bei etwa 90 Prozent, wie Fritsch ausführt.

Bereits 2019 hat Kraftblock die ersten zwei Pilotprojekte realisiert. Aktuell ist das Unternehmen dabei, eine spezielle Lösung beim Konzern Pepsi umzusetzen. Das System soll zunächst 70 Megawattstunden Kapazität haben, die dann noch auf 150 Megawattstunden in der Endstufe skaliert werden.

Im ersten Schritt werden zwei Speichermodule installiert, die ein- bis zweimal täglich mit zusammen neun Megawatt Ökostrom aus dem Netz geladen werden. Hierbei sei auch eine direkte Kopplung mit Photovoltaik- oder Windkraft­anlagen möglich. Der Strom werde im Ladevorgang in Wärme auf 800 Grad Celsius umgewandelt, wobei ein bis zwei Prozent der Energie verloren gingen. Auch mit zwei Modulen habe das Unternehmen die Flexibilität, dass eines geladen werden kann, während das andere entlädt und Wärme für den Prozess zur Verfügung stellt. „Die Temperatur wird heruntergeregelt auf bis zu 300 Grad Celsius. Die Hitze wird an den Thermal­ölkreislauf in der Produktion übergeben. Von hier aus erhitzt das Thermalöl das Frittieröl, das die hauseigenen Chips frittiert“, erklärt Fritsch.

Mit den zwei Speichermodulen spare Pepsi rund die Hälfte seiner Emissionen durch den Brennkessel sowie 4,5 Millionen Kubikmeter Gas jährlich. „Wenn alle fünf Module installiert sind, kann der Gaskessel komplett ignoriert werden und die Fabrik läuft 24/7 mit grüner Wärme“, so Fritsch. Zumindest wenn Ökostrom bezogen wird. Auf jeden Fall lässt sich, da es sich um einen Speicher handelt, Strom nutzen, wenn er billig ist, also wenn viel Sonnen- oder Windstrom im Netz ist. Oder der Industriebetrieb kombiniert ihn gleich mit einer eigenen Photovoltaik-Anlage. Beides dient der Energiewende.

Die Kosten liegen für solch eine Anwendung im Wärmebereich laut uns vorliegenden Daten von Kraftblock deutlich unter denen eines Batteriespeichers. Der Investitionsaufwand ist in jedem Industrieprozess individuell, weil sie abhängig von Variablen wie Temperatur, Leistung und Anwendungszyklus sind. Vor einer Abnutzung des Materials müsse man keine Angst haben: Ein Test sei nach über zwei Jahren mit 15.000 Zyklen beendet worden, ohne dass es eine Degradation gegeben habe. Nur die Systemkomponenten müssten nach einigen Jahren gewartet werden.