TransTES-Chem - Transfer von thermischen Energiespeichertechnologien für Chemieparks / Simulation neuer Integrationskonzepte

Vor dem Hintergrund der immer stärkeren Einbindung fluktuierend erzeugender Energielieferanten wie Windkraftwerken und PV-Anlagen in europäische Strommärkte sind Speichertechnologien zur zeitlichen Harmonisierung der volatil anfallenden Energie notwendig. Ein Chemiepark mit den typischerweise dort verwendeten KWK-Anlagen bietet dafür besondere Rahmenbedingungen. Durch den Einsatz von Wärmespeichern wird eine Entkopplung und Flexibilisierung der Wärme- und Stromproduktion ermöglicht. Bei Hinzuschaltung von Power-to-Heat-Anlagen können KWK-Anlagen zudem als Stromspeicher bzw. Wärmespeicherkraftwerke fungieren und netzdienliche Stromspeicherkapazität bereitstellen. Daher sollen in diesem Projekt Möglichkeiten zur Einbindung von Hochtemperatur-Wärmespeichern und Power-to-Heat-Anlagen in einem Chemiepark untersucht und vielversprechende Integrationsoptionen identifiziert werden.

Das Teilvorhaben der GFaI ist die Umsetzung und Evaluierung solcher Integrationsoptionen im Rahmen einer softwaregestützten Energiesystemoptimierung. Dazu ist im Software-Framework TOP-Energy^® das Modell eines idealtypischen Chemieparks zu erstellen, das die realen Gegebenheiten eines solchen Standortes repräsentativ abbildet. Darauf folgen die Modellierung der unterschiedlichen Wärmespeicher-Lösungen sowie deren Anbindung an das Chemiepark-Energiesystem. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Abbildung der Stoffeigenschaften des Dampfes und des Speichermediums im Rahmen einer gemischt-ganzzahligen linearen Optimierung. Die Simulation und Optimierung des Gesamtsystems für jedes der gewählten Integrationskonzepte liefert Erkenntnisse über die Betriebsweise und die Wirtschaftlichkeit der Lösung und erlaubt so deren technische und monetäre Bewertung.

• DLR e.V., Institut für Technische Thermodynamik, Köln
• TSK Flagsol Engineering GmbH, Köln
• JPM Ingenieurtechnik GmbH, Henstedt-Ulzburg
• COVESTRO Deutschland AG, Leverkusen
• Currenta GmbH & Co. OHG, Leverkusen