Vom Keller zum Wärmespeicher

Mehr als 80 Prozent der Endenergie in Schweizer Haushalten wird für die Erzeugung von Wärme benötigt – ein Grossteil davon wird immer noch durch fossile Brennstoffe erzeugt. Die Nutzung von Solarenergie und anderen erneuerbaren Energieträgern ist auch deshalb immer noch so niedrig, weil die Energie nicht dann anfällt, wenn wir sie brauchen – nämlich vor allem im Winter.

Die Lösung ist die Nutzung von saisonalen Speichern: In einem grossen Wassertank wird im Sommer Wärme gespeichert, die im Winter genutzt werden kann. «Saisonale Wärmespeicher sind in der Schweiz meistens noch zu teuer», sagt Willy Villasmil, Senior Wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Hochschule Luzern (HSLU). Zusammen mit dem Wärmedämmungs-Spezialisten swisspor entwickelt seine Forschungsgruppe eine kostengünstige und einfach umsetzbare Lösung für einzelne Wohnhäuser oder ganze Industrieareale. Die Idee ist, einen bestehenden Raum – zum Beispiel einen leerstehenden Keller – zum Wärmespeicher umzunutzen. Der Raum wird inwendig gedämmt und abgedichtet, so dass er mit Wasser aufgefüllt werden kann und als saisonaler Warmwasserspeicher dient. Das Wasser wird im Sommer durch die Energie von einer Wärmepumpe, Solarthermie oder aus industrieller Abwärme aufgeheizt.

«Wir arbeiten an einer nachhaltigen und einfach umsetzbaren Lösung, wie Sommerwärme über mehrere Monate für den Winter gespeichert werden kann. Die Zusammenarbeit mit unserem Umsetzungspartner swisspor war von Anfang an sehr fruchtbar.»

Dr. Willy Villasmil

Leiter Forschungsgruppe im Kompetenzzentrum Thermische Energiespeicher, Institut für Maschinen- und Energietechnik, Hochschule Luzern

Mit dem blauen Prototypen lässt sich das Wärmedämmsystem unter realen Betriebsbedingungen prüfen.

In einem ersten Innovationsprojekt, das im Rahmen des SCCER HaE entstand, wurde ein Material für die Wärmedämmung entwickelt, das Temperaturen von bis zu 65 Grad aushält und bis zu 50 Jahre hält. Im Nachfolgeprojekt untersuchen die HSLU und swisspor mit der Unterstützung von Innosuisse nun, was es braucht, damit die Temperatur im Warmwassertank auf 95 Grad gesteigert und der Druck erhöht werden kann. «Je höher die Temperatur, desto mehr Energie kann gespeichert werden und desto besser ist die Wirtschaftlichkeit des Energiespeichersystems», sagt Willy Villasmil. Zusätzlich zur Materialentwicklung geht es im Projekt auch um Themen wie die Integration und Bewirtschaftung des Speichers, zum Beispiel in industriellen Prozessen.

Die nachhaltige Speicherlösung soll dadurch deutlich kostengünstiger werden – eine wichtige Voraussetzung dafür, dass mehr Haushalte und Industriebetriebe auf erneuerbare Energie setzen und damit zur CO₂^-Reduktion beitragen: Denn rund 40 Prozent der CO₂-Emissionen in der Schweiz entfallen aufs Heizen.