Zehn Jahre Wärmespeicher der N-ERGIE in Nürnberg-Sandreuth

Er ist rund 70 Meter hoch, hat einen Durchmesser von etwa 26 Metern und fasst rund 33.000 Kubikmeter Wasser: der Wärmespeicher der N-ERGIE am Kraftwerksstandort Nürnberg-Sandreuth. Seit seiner Inbetriebnahme Ende 2014 ist er zusammen mit zwei Elektroheizern nahezu täglich im Einsatz und wird mit Wärmeenergie be- bzw. entladen.

„Der Wärmespeicher war ein wegweisender Schritt für die N-ERGIE als Unternehmen und ein Vorreiterprojekt“, sagt Maik Render, Sprecher des Vorstands der N-ERGIE. „In Kombination mit den beiden E-Heizern konnten wir den Anlagenbetrieb erheblich flexibilisieren, und wie erwartet sind in der Wechselwirkung mit der Einspeisung der Erneuerbaren Energien auch die Vollbetriebsstunden des Heizkraftwerks nach unten gegangen. Das hat die CO₂-Emissionen am Standort über die Jahre deutlich gesenkt. Heute ist der Wärmespeicher ein fester Bestandteil unseres Kraftwerkssystems.“

In den letzten zehn Jahren wurden rund 440.000 Megawattstunden (MWh) Wärme in den Speicher geladen bzw. wieder entnommen. Dies entspricht dem jährlichen Wärmebedarf von rund 22.000 Einfamilienhäusern.

So funktioniert der Wärmespeicher

Das Heizkraftwerk der N-ERGIE arbeitet nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung. Der Wärmespeicher hat die Funktion eines Heißwassertanks, der zur Zwischenspeicherung von Wärme dient und mit dem Nürnberger Fernwärmenetz verbunden ist. Durch den Speicher kann die Strom- von der Wärmeerzeugung zeitlich entkoppelt werden. Das macht das Heizkraftwerk noch flexibler und erhöht die Einspeisemöglichkeiten für erneuerbare Energien. Besteht erhöhter Strombedarf, zum Beispiel an trüben und windarmen Tagen, wird die bei der Stromerzeugung nicht genutzte Wärme in den Speicher geladen. Wird dagegen viel Ökostrom ins Netz eingespeist, wird die Leistung des Kraftwerks gedrosselt und die benötigte Fernwärmeversorgung erfolgt aus dem Wärmespeicher.

Durch die beiden separat ins Kraftwerk eingebauten Elektroheizer mit einer elektrischen Leistung von je 25 Megawatt (MW) kann Strom in Wärme umgewandelt und im Fernwärmesystem genutzt werden. Die Umwandlung von elektrischer Energie in Wärme ermöglicht es, überschüssige Stromspitzen, die aus einem kurzzeitigen Überangebot an erneuerbaren Strom entstehen, sinnvoll zu nutzen.

Durch die Kombination aus Wärmespeicher und E-Heizern kann die N-ERGIE flexibler auf Preissignale aus dem Strommarkt sowie Anforderungen zur Netzstabilisierung reagieren. Die E-Heizer erhöhen die Reaktionsgeschwindigkeit des Heizkraftwerks und steigern die Teilnahmemöglichkeiten an den Regelenergiemärkten.

Der Nürnberger Wärmespeicher zählt zu den höchsten und modernsten Wärmespeichern in Europa. Er arbeitet als erster Heißwasserspeicher in Deutschland mit einer Zwei-Zonen-Technik, die es ermöglicht, Wasser mit einer Temperatur von über 100 Grad einzuspeichern.

Auf dem Weg zur grünen Fernwärme-Erzeugung

Knapp 30 Prozent der Nürnberger Fernwärme stammen bereits heute aus nicht-fossilen Quellen. In den nächsten Jahren will die N-ERGIE die jährlich produzierte Fernwärmemenge mit Hilfe verschiedener Bausteine schrittweise weiter dekarbonisieren. Bisherige Schritte am Kraftwerksstandort Nürnberg-Sandreuth waren 2005 die Umstellung von Steinkohle auf Erdgas, 2012 die Inbetriebnahme des Biomasse-Heizkraftwerks und 2014 des Wärmespeichers zur Flexibilisierung der Wärmeproduktion. 2022 wurden die bestehenden Gasturbinen erneuert und gegen Gasturbinen ausgetauscht, die H2-ready sind.

Weitere wichtige Bausteine in den nächsten Jahren sind der Einsatz von Großwärmepumpen, der Bau eines Altholz-Heizkraftwerks sowie die Nutzung von (industrieller) Abwärme, Erdwärme oder Wasserstoff. Neben der Dekarbonisierung der Fernwärmeerzeugung baut die N-ERGIE ihr Fernwärmenetz in den kommenden Jahren stark aus.