Hochtemperatur-Wärmepumpen-Energiespeicher als dekarbonisierter Flexibilitäts-Ersatz fossiler Kraftwerke, Teilvorhaben: Entwicklung, Fertigung und Untersuchung neuartiger Wärmeübertrager

Description: In diesem Vorhaben wird eine der Schlüsselkomponenten zu einer netzdienlichen Langzeit-Energiespeicherlösung auf Basis von Malta’s Hochtemperatur-Wärmepumpen Strom- und Wärmespeichern (MHWS) entwickelt und das MHWS Einsatzpotential in Deutschland untersucht. Die MHWS-Speichertechnologie stellt bei der Ausspeicherung gleichzeitig Strom und Wärme bereit, sodass die Elektrifizierung des Wärmesektors über Kraft-Wärmekopplung ebenfalls erfolgen kann. Ein wesentliches Ziel des Vorhabens ist die Kraftwerks-maßstäbliche Untersuchung neuer Flüssigsalz-Luft Wärmeübertrager als kritische MHWS-Schlüsselkomponente in der Testanlage für Wärmespeicherung in Salzschmelzen (TESIS) des DLR. Diese Untersuchung stellt einen sehr wichtigen Qualifikations-Schritt dar, das Wärmepumpen Strom- und Wärmespeicher Konzept zu Kraftwerksgröße hochzuskalieren und damit fossile Gaskraftwerke samt ihren Flexibilitäts- und Netzstabilisierungsdiensten in Zukunft zu ersetzen. Damit ebnet dieses Vorhaben den Weg, für die Energiewende in Deutschland, Europa und weltweit deutsche Turbomaschinen als weitere Kernkomponente von Hochtemperatur-Wärmepumpen Strom- und Wärmespeichern einzusetzen. Alfa Laval hat als Ziel neuartige Flüssigsalz-Luft -Wärmeübertrager für das MHWS-Konzept zu entwickeln und herzustellen. Diese sind notwendig, weil sie die die Wärme beim Laden vom Luftstrom am Kompressor-Austritt an das Flüssigsalz übertragen und beim Entladen vom Flüssigsalz an den Luftstrom zum Turbineneintritt. Um eine hohe Lade- bzw. Entlade-Effizienz zu erzielen, werden hier sehr große Wärmeübertragerflächen benötigt, die bei hohen Drücken und Temperaturen betrieben werden können, was bei den Stand-der-Technik Flüssigsalz-Wärmeübertragern der solarthermischen Kraftwerke nicht zu akzeptablen Kosten oder physikalischen Größen möglich ist.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Stromversorgung ? Energiewende ? Kraft-Wärme-Kopplung ? Solarthermisches Kraftwerk ? Elektrifizierung ? Gaskraftwerk ? Wärmepumpe ? Wärmespeicher ? Europa ? Versuchsanlage ?

Region: Schleswig-Holstein

Bounding boxes: 9.75° .. 9.75° x 54.2° .. 54.2°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Alfa Laval Mid Europe GmbH (Betreiber*in)
• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2023-09-01 - 2026-08-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Development, production and investigation of novel heat exchangers
  Description: In this project, one of the key components of a grid-serving long-term energy storage solution based on Malta’s high-temperature heat pump electricity and heat storage systems (MHWS) is being developed and the MHWS application potential in Germany is being investigated. The MHWS storage technology provides electricity and heat simultaneously during withdrawal, so that electrification of the heat sector via cogeneration can also take place. A key objective of the project is the power plant-scale investigation of new liquid salt-air heat exchangers as a critical MHWS key component in DLR's Test Facility for Heat Storage in Molten Salt (TESIS). This investigation represents a very important qualification step to scale up the heat pump power and heat storage concept to power plant size and thus to replace fossil gas power plants including their flexibility and grid stabilization services in the future. This project thus paves the way for using German turbomachinery as a further core component of high-temperature heat pumps power and heat storage systems for the energy transition in Germany, Europe and worldwide. Alfa Laval's goal is to develop and manufacture novel liquid salt-air heat exchangers for the MHWS concept. These are necessary because they transfer heat from the air stream at the compressor outlet to the liquid salt during charging and from the liquid salt to the air stream at the turbine inlet during discharging. To achieve high charging or discharging efficiency, very large heat exchanger surfaces are needed here that can be operated at high pressures and temperatures, which is not possible at acceptable cost or physical size for the stand-of-the-technology liquid salt heat exchangers used in solar thermal power plants. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1128664

Status

Aktiv

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