Wärmespeicher der N-ERGIE in Nürnberg-Sandreuth

Die N-ERGIE betreibt auf ihrem Betriebsgelände in Nürnberg-Sandreuth eine erdgasgefeuerte Gas- und Dampfturbinen-Anlage und seit 2012 ein Biomasse-Heizkraftwerk. Im hocheffizienten und umweltfreundlichen Kraft-Wärme-Kopplungs-Prozess erzeugen die Anlagen mit einem maximalen Wirkungsgrad von über 85 Prozent Strom und Fernwärme für Nürnberg. Aufgrund der Kopplung war die mögliche Stromerzeugung bislang direkt vom Fernwärmebedarf abhängig.

Allein im Netzgebiet der N-ERGIE, das sich über große Teile Mittelfrankens sowie angrenzende Regierungsbezirke erstreckt, speisen über 60.000 Photovoltaik-Anlagen Strom ins Netz ein. Und Jahr für Jahr kommen mehrere Tausend neue Anlagen dazu. Das Problem dabei: An sonnen- und windreichen Tagen ist zum Teil so viel Strom im Netz, dass manche erneuerbare Stromerzeugungsanlagen zeitweise zum Schutz vor Netzüberlastung abgeregelt werden müssen.

Strom und Wärme nach Bedarf

Wenn Fernwärme gebraucht wurde, musste im Heizkraftwerk der N-ERGIE bisher durch die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) Strom auch dann erzeugt werden, wenn die Stromnetze bereits ausgelastet waren. Und umgekehrt bestand bisher an trüben und windarmen Tagen nicht ohne weiteres die Möglichkeit, das Kraftwerk hochzufahren, um zusätzlichen Strom zu erzeugen, wenn nicht gleichzeitig verstärkt Fernwärme in Nürnberg gebraucht wurde. KWK-Anlagen können gewöhnlich nicht einfach ab- und wieder hochgefahren werden, um die Schwankungen bei der Einspeisung erneuerbarer Energien auszugleichen. Schließlich stellt die Anlage in erster Linie die Wärmeversorgung der Fernwärmekunden sicher.

Mit dem Wärmespeicher hat die N-ERGIE nun die Möglichkeit, das Heizkraftwerk aus dieser Abhängigkeit zu lösen, es flexibler zu betreiben und damit auf die Fluktuationen im Stromnetz schneller reagieren zu können. Wenn mehr Strom erzeugt werden muss, weil beispielsweise wenig Strom aus erneuerbaren Energien verfügbar ist, fährt das Kraftwerk die Leistung hoch und die dabei entstehende überschüssige Wärme wird in den Speicher geladen – umso mehr, je geringer der aktuelle Bedarf im Fernwärmenetz ist. Wird dagegen viel Ökostrom in das Netz eingespeist, wird die Leistung des Kraftwerks gedrosselt und die notwendige Fernwärme- versorgung kann über die Entladung des Wärmespeichers erfolgen. Bei einem hohen Angebot an Strom aus Sonne und Wind können die Gasturbinen in den Sommermonaten an den Wochenenden voraussichtlich sogar komplett abgeschaltet werden.

Erster Heißwasserspeicher Deutschlands in Zwei-Zonen-Technik

Die Bauarbeiten für den Wärmespeicher der N-ERGIE in Nürnberg-Sandreuth dauerten rund eineinhalb Jahre. Seit Ende 2014 ist er in Betrieb. Der Wärmespeicher hat die Funktion eines Heißwassertanks, der zur Zwischenspeicherung von Wärme dient und mit dem Nürnberger Fernwärmenetz verbunden ist. Als erster Heißwasserspeicher in Deutschland arbeitet er mit der sogenannten Zwei-Zonen-Technik. Gegenüber der gängigen Ein-Zonen-Technik mit maximal ca. 98 °C, sind hier Speichertemperaturen von annähernd 120 °C und damit die Einspeicherung einer größeren Wärmemenge möglich. In Nürnberg-Sandreuth sind dies rund 1.500 Mega- wattstunden.

Der Nürnberger Wärmespeicher hat ein Fassungsvermögen von etwa 33.000 Kubikmetern Wasser und ist mit einer Höhe von 70 Metern sowie einem Durchmesser von 26 Metern ein sichtbares Zeichen für die Umsetzung der Energiewende in der Region. Er nimmt deutschlandweit eine Vorreiterrolle ein und gehört derzeit zu den höchsten Wärmespeichern in Europa.