DE102022113146A1 - Method for storing and/or delivering energy and storage system - Google Patents

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DE102022113146A1
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Marc Philipp Linder
Matthias Schmidt
Andreas Weigl
Marie Gollsch
Venizelos Eleftherios Sourmelis Terzopoulos
Viktor Kühl
Alde Miquel Cosquillo Mejia
Julia Celine Schuler
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Speicherung und/oder Abgabe von Energie, bei dem ein Speichermaterial als Energiespeicher dient, wobei zur Ausspeicherung von gespeicherter Energie aus dem Speichermaterial in einem Ausspeichervorgang (20), insbesondere einem Kalklöschvorgang, an einem Nutzungsort in einer Ausspeichervorrichtung (60) das Speichermaterial innerhalb eines Nutzungszeitraums unter Zugabe von Wasser von einem energetisch geladenen Zustand in einen energetisch entladenen Zustand umgewandelt wird und dabei Wärme (Q) zur energetischen Nutzung freigibt. Eine vorteilhefte Emissionsbilanz des Verfahrens wird dadurch erreicht, dass in einem Regenerationsvorgang (30), insbesondere einem Karbonatisierungsvorgang, an einem Regenerationsort, insbesondere in einer Regenerationsvorrichtung (80), das Speichermaterial innerhalb eines Lagerzeitraums unter Zugabe von CO2(14) zumindest nahezu vollständig von dem energetisch entladenen Zustand in einen regenerierten Zustand umgewandelt wird.The invention relates to a method for storing and/or releasing energy, in which a storage material serves as an energy storage device, wherein stored energy is removed from the storage material in a removal process (20), in particular a lime slaking process, at a place of use in a removal device (60 ) the storage material is converted from an energetically charged state to an energetically discharged state within a period of use with the addition of water and thereby releases heat (Q) for energetic use. An advantageous emission balance of the method is achieved in that in a regeneration process (30), in particular a carbonation process, at a regeneration location, in particular in a regeneration device (80), the storage material is at least almost completely removed from the storage material within a storage period with the addition of CO2 (14). energetically discharged state is converted into a regenerated state.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Speicherung und/oder Abgabe von Energie, bei dem ein Speichermaterial als Energiespeicher dient, wobei zur Ausspeicherung von gespeicherter Energie aus dem Speichermaterial in einem Ausspeichervorgang an einem Nutzungsort in einer Ausspeichervorrichtung das Speichermaterial innerhalb eines Nutzungszeitraums unter Zugabe von Wasser von einem energetisch geladenen Zustand in einen energetisch entladenen Zustand umgewandelt wird und dabei Wärme zur energetischen Nutzung freigibt. Die Erfindung betrifft ferner ein Speichersystem zur Speicherung und/oder Abgabe von Energie.The invention relates to a method for storing and/or dispensing energy, in which a storage material serves as an energy storage device, wherein in order to withdraw stored energy from the storage material in a withdrawal process at a place of use in a withdrawal device, the storage material is stored within a period of use with the addition of water an energetically charged state is converted into an energetically discharged state and thereby releases heat for energetic use. The invention further relates to a storage system for storing and/or releasing energy.

Die Verwendung von Feststoff-Speichermaterialien zu Wärmespeicherzwecken unter deren chemischer Umwandlung stellt einen vielversprechenden Ansatz insbesondere auf dem Gebiet der saisonalen Wärmespeicher dar. So ist beispielsweise die reversible Reaktion von Wasser(-dampf) mit gebranntem Kalk (Calciumoxid), das sogenannte „Kalklöschen“, besonders gut geeignet, um elektrische Energie über lange Zeiträume verlustfrei und mit hohen Wirkungsgraden zwischenzuspeichern und bei Wärmebedarf (z. B. im Winter) zur Gebäudewärmeversorgung zu nutzen.The use of solid storage materials for heat storage purposes with their chemical conversion represents a promising approach, particularly in the field of seasonal heat storage. For example, the reversible reaction of water (steam) with quicklime (calcium oxide), the so-called “lime slaking”, Particularly suitable for temporarily storing electrical energy over long periods of time without loss and with high levels of efficiency and for using it to supply heat to buildings when heat is required (e.g. in winter).

In der DE 10 2019 125 540 A1 ist ein Verfahren der oben genannten Art angegeben, bei dem ein Feststoff-Speichermaterial innerhalb einer Reaktorvorrichtung zur energetischen Nutzung zyklisch be- und entladen wird, wobei jeweils eine reversible thermochemische Gas-Feststoffreaktion (Hin- und Rückreaktion) stattfindet.In the DE 10 2019 125 540 A1 a method of the type mentioned above is specified, in which a solid storage material is cyclically loaded and discharged within a reactor device for energy use, with a reversible thermochemical gas-solid reaction (back and forth reaction) taking place in each case.

Bei der Herstellung des benötigten Calciumoxids als Ausgangsmaterial wird Kohlenstoffdioxid (CO2) in die Atmosphäre freigesetzt.When producing the required calcium oxide as a starting material, carbon dioxide (CO 2 ) is released into the atmosphere.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie ein Speichersystem der vorstehend genannten Art bereitzustellen, bei dem in der Gesamtbilanz klimaschädliche Emissionen zumindest reduziert werden.The present invention is based on the object of providing a method and a storage system of the type mentioned above, in which emissions that are harmful to the climate are at least reduced in the overall balance.

Die Aufgabe wird für das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und für das Speichersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Bei dem Verfahren ist vorgesehen, dass in einem Regenerationsvorgang, insbesondere einem Karbonatisierungsvorgang, an einem Regenerationsort, insbesondere in einer Regenerationsvorrichtung, das Speichermaterial innerhalb eines Lagerzeitraums unter Zugabe von CO2 (Kohlenstoffdioxid) zumindest nahezu vollständig (z. B. zumindest bis zu einem definierten energetischen Entladungsgrad) von dem energetisch entladenen Zustand in einen regenerierten Zustand umgewandelt wird.The task is solved for the method with the features of claim 1 and for the storage system with the features of claim 15. In the method it is provided that in a regeneration process, in particular a carbonation process, at a regeneration location, in particular in a regeneration device, the storage material is at least almost completely (e.g. at least up to a defined level) within a storage period with the addition of CO 2 (carbon dioxide). energetic degree of discharge) is converted from the energetically discharged state into a regenerated state.

Die Umwandlung erfolgt in einer chemischen Reaktion. Insbesondere läuft bei dem Ausspeichervorgang, dem „Kalklöschvorgang“, folgende Reaktion ab: Calciumoxid (CaO) + Wasser (H2O) → Calciumhydroxid (Ca(OH)2) + Wärme (Q), wobei als Wasser insbesondere Leitungswasser zugegeben wird. The conversion takes place in a chemical reaction. In particular, the following reaction takes place during the storage process, the “lime quenching process”: Calcium oxide (CaO) + water (H 2 O) → calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ) + heat (Q), In particular tap water is added as water.

Insbesondere läuft bei dem Regenerationsvorgang folgende Reaktion ab: Calciumhydroxid (Ca(OH)2) + Kohlenstoffdioxid (CO2) → Calciumcarbonat (CaCO3) + Wasser (H2O) In particular, the following reaction takes place during the regeneration process: Calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ) + carbon dioxide (CO 2 ) → calcium carbonate (CaCO 3 ) + water (H 2 O)

Die Wärme zur energetischen Nutzung wird insbesondere zu Heizzwecken verwendet.The heat for energetic use is used in particular for heating purposes.

Da eine übermäßige Zugabe von Leitungswasser zu entweder einer flüssigen Lösung (Kalkmilch) oder zu einem Verbacken des Pulvers führt und keinen energetischen Nutzen mit sich bringt, wird die Wasserzugabe in der Form kontrolliert, dass das Speichermaterial vollständig abreagiert hat oder zumindest der Restgehalt an Energie für die bestimmte energetische Nutzung nicht mehr ausreicht. Auf Basis dieses Verhältnisses an Speichermaterialmasse und Leitungswassermasse kann die Freisetzung der Energie nun an den tatsächlichen, momentanen Bedarf an thermischer Energie angepasst werden. Der energetische Entladungsgrad lässt sich bspw. über die Entladungstemperatur messen oder über das oben genannte Verhältnis kontinuierlich ermitteln. Das Ziel ist es den momentanen Wärmebedarf zu decken, dabei das Energiespeichermaterial optimal zu entladen und gleichzeitig das oben genannte Verhältnis nicht zu verändern.Since excessive addition of tap water leads to either a liquid solution (lime milk) or to caking of the powder and has no energetic benefit, the addition of water is controlled in such a way that the storage material has reacted completely or at least the remaining energy content for the specific energy use is no longer sufficient. Based on this ratio of storage material mass and tap water mass, the release of energy can now be adjusted to the actual, current need for thermal energy. The energetic degree of discharge can be measured, for example, via the discharge temperature or continuously determined via the above-mentioned ratio. The goal is to cover the current heat requirement while optimally discharging the energy storage material and at the same time not changing the ratio mentioned above.

Das Speichermaterial liegt insbesondere als Schüttgut in Form eines (partikulären) Feststoffes vor.The storage material is in particular in the form of a bulk material in the form of a (particulate) solid.

Der Nutzungszeitraum beschreibt den Zeitraum, innerhalb dessen das Speichermaterial an dem Nutzungsort für den Ausspeichervorgang, d. h. zur energetischen Nutzung unter Ausspeicherung von Energie in Form von Wärme, zur Verfügung steht (insbesondere innerhalb der Ausspeichervorrichtung und/oder außerhalb, z. B. an einem Speicherort, zum Beschicken der Ausspeichervorrichtung).The period of use describes the period within which the storage material is at the place of use for the storage process, i.e. H. for energetic use with withdrawal of energy in the form of heat, is available (in particular within the withdrawal device and / or outside, for example at a storage location, for feeding the withdrawal device).

Der Nutzungsort ist ein Ort, der die Ausspeichervorrichtung und erforderlichenfalls (je nach Dimensionierung der Ausspeichervorrichtung und/oder geplantem Nutzungszeitraum) einen zugeordneten Speicherort, z. B. eine zugeordnete Speichereinrichtung, umfasst, von dem aus die Ausspeichervorrichtung mit dem Speichermaterial (z. B. automatisiert, ggf. mit einer vorhandenen Beladevorrichtung) beschickt wird. An dem Nutzungsort wird die in dem Speichermaterial gespeicherte Energie zur Wärmenutzung ausgespeichert, beispielsweise unter Einkopplung in ein vorhandenes Heizsystem einer mit Energie, insbesondere Wärme, zu versorgenden Einheit.The place of use is a location that contains the withdrawal device and, if necessary (depending on the dimensions of the withdrawal device and/or the planned period of use), an assigned storage location, e.g. B. an associated storage device, from which the Removal device is loaded with the storage material (e.g. automated, possibly with an existing loading device). At the point of use, the energy stored in the storage material is stored for heat use, for example by coupling it into an existing heating system of a unit to be supplied with energy, in particular heat.

Der Lagerzeitraum ist der Zeitraum, innerhalb dessen das Speichermaterial nach Entnahme aus der Ausspeichervorrichtung an dem Regenerationsort (umfassend oder gebildet durch einen Lagerort, insbesondere die Regenerationsvorrichtung) gelagert wird, bis es (insbesondere an den Einspeicherort) abtransportiert wird.The storage period is the period within which the storage material is stored after removal from the storage device at the regeneration location (comprising or formed by a storage location, in particular the regeneration device) until it is transported away (in particular to the storage location).

Durch die Einbindung des Regenrationsvorgangs, insbesondere Karbonatisierungsvorgangs, in das Verfahren wird vorteilhafterweise eine beträchtliche Menge an CO2 in dem Speichermaterial gebunden, was die Gesamt-CO2-Bilanz des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Reduktion des in die Atmosphäre abgegebenen CO2 erheblich verbessert.By incorporating the regeneration process, in particular the carbonation process, into the process, a considerable amount of CO 2 is advantageously bound in the storage material, which significantly improves the overall CO 2 balance of the process according to the invention while reducing the CO 2 released into the atmosphere.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante des Verfahrens wird in einem Einspeichervorgang zur Speicherung von Energie, insbesondere einem KalkbrennVorgang, an einem Einspeicherort in einer Einspeichervorrichtung das Speichermaterial innerhalb eines Einspeicherzeitraums unter Zufuhr von Wärmeenergie vorzugsweise vollständig von dem regenerierten Zustand in den energetisch geladenen Zustand umgewandelt, wobei bei der Umwandlung CO2 freigesetzt wird.In a particularly preferred embodiment variant of the method, in a storage process for storing energy, in particular a lime burning process, at a storage location in a storage device, the storage material is preferably completely converted from the regenerated state into the energetically charged state within a storage period with the supply of thermal energy, whereby CO 2 is released during the conversion.

Bei dem Einspeichervorgang handelt es sich um einen dem Ausspeichervorgang und dem Regenerationsvorgang vorgelagerten Verfahrensschritt, der insbesondere auf die anderen Verfahrensschritte abgestimmt ist (z. B. hinsichtlich umgewandelter Menge an Speichermaterial und/oder Dauer des Einspeicherzeitraums). Unter Einbindung des Einspeichervorgangs in das Verfahren kann das im Verfahren verwendete Speichermaterial mittels der drei Verfahrensschritte in geschlossenem Kreislauf zykliert werden.The storage process is a process step preceding the storage process and the regeneration process, which is coordinated in particular with the other process steps (e.g. with regard to the converted amount of storage material and/or duration of the storage period). By integrating the storage process into the process, the storage material used in the process can be cycled in a closed circuit using the three process steps.

Ohne Durchführung des Einspeichervorgangs könnte das energetisch geladene Material z. B. aus einer externen Quelle bezogen werden.Without carrying out the storage process, the energetically charged material could e.g. B. obtained from an external source.

Der Einspeicherzeitraum beschreibt den Zeitraum, in dem das Speichermaterial an dem Einspeicherort energetisch geladen wird sowie erforderlichenfalls vorher und/oder anschließend dort gelagert wird.The storage period describes the period during which the storage material is energetically charged at the storage location and, if necessary, stored there before and/or afterwards.

Der Einspeicherort umfasst die Einspeichervorrichtung und erforderlichenfalls einen Speicher- bzw. Lagerort, z. B. zumindest eine Speichereinrichtung, zur Lagerung von noch umzuwandelndem oder bereits umgewandeltem Speichermaterial.The storage location includes the storage device and, if necessary, a storage location, e.g. B. at least one storage device for storing storage material that is yet to be converted or has already been converted.

Unter Einbindung des Einspeichervorgangs in das Verfahren und vorzugsweise die Abstimmung auf die anderen Verfahrensschritte kann das gesamte Verfahren ökologisch und ökonomisch vorteilhaft ausgelegt und genutzt werden.By integrating the storage process into the process and preferably in coordination with the other process steps, the entire process can be designed and used in an ecologically and economically advantageous manner.

Vorzugsweise wird bei dem Einspeichervorgang die Wärmeenergie unter Umwandlung von in die Einspeichervorrichtung eingespeister elektrischer Energie erzeugt. Die elektrische Energie wird besonders zweckmäßig zumindest teilweise aus erneuerbaren Energiequellen bereitgestellt.During the storage process, the thermal energy is preferably generated by converting electrical energy fed into the storage device. The electrical energy is particularly expediently provided at least partially from renewable energy sources.

Besonders vorteilhaft kann das bei dem Einspeichervorgang freigesetzte CO2 gesammelt und/oder (mechanisch) komprimiert und vorzugsweise in einer Speichervorrichtung (oder mehreren Speichervorrichtungen, beispielsweise Drucktank und/oder Gasflasche/n) gespeichert werden. Auf diese Weise wird das zur Herstellung des Calciumoxid freigesetzte CO2 nicht in die Atmosphäre abgegeben und trägt nicht zur Erhöhung der CO2-Bilanz bei. Das gesammelte CO2 kann zur weiteren Nutzung einem anderen Prozess zugeführt werden, beispielsweise der Herstellung von synthetischen Kraftstoffen, Kunststoffen etc..Particularly advantageously, the CO 2 released during the storage process can be collected and/or (mechanically) compressed and preferably stored in a storage device (or several storage devices, for example pressure tank and/or gas bottle/s). In this way, the CO 2 released to produce the calcium oxide is not released into the atmosphere and does not contribute to increasing the CO 2 balance. The collected CO 2 can be fed to another process for further use, for example the production of synthetic fuels, plastics, etc.

Zweckmäßigerweise kann bei dem Einspeichervorgang dem Speichermaterial Wärmeenergie zur Erwärmung des Speichermaterials auf eine höhere Temperatur (z. B. zwischen 950 °C und 1100 °C) als der Reaktionstemperatur bei Umgebungsdruck (von etwa 800 °C bis 900 °C) zugeführt werden, z. B. auf eine Temperatur zur Reaktion bei einem Druck zwischen 1,5 bar und 10 bar, wobei der Druck während des Einspeichervorgangs erhöht ist. Aufgrund der thermochemischen Gleichgewichtscharakteristik läuft die Reaktion bei höherer Temperatur bei dem höheren Druck ab. Dadurch kann vorteilhafterweise Kompressionsenergie zur Verdichtung von CO2 eingespart werden. Die Einspeichervorrichtung ist in diesem Falle entsprechend druckdicht ausgebildet.During the storage process, thermal energy can expediently be supplied to the storage material to heat the storage material to a higher temperature (e.g. between 950 ° C and 1100 ° C) than the reaction temperature at ambient pressure (from approximately 800 ° C to 900 ° C), e.g . B. to a temperature to react at a pressure between 1.5 bar and 10 bar, the pressure being increased during the storage process. Due to the thermochemical equilibrium characteristic, the reaction occurs at a higher temperature and a higher pressure. As a result, compression energy for compressing CO 2 can advantageously be saved. In this case, the storage device is designed to be correspondingly pressure-tight.

In einer besonders vorteilhaften Verfahrensvariante wird bei dem Regenerationsvorgang CO2 über die Umgebungsluft insbesondere bei Umgebungsbedingungen (Druck ca. 1 bar, Umgebungstemperatur) zugeführt. Anschließend kann CO2-freie Luft an die Umgebung abgegeben werden. Insbesondere in Kombination mit der Sammlung von CO2 während des Einspeichervorgangs wird so in der Gesamtbilanz des Verfahrens eine negative CO2-Bilanz erreicht, wobei der Atmosphäre in Summe CO2 entzogen wird. Insbesondere unter Berücksichtigung des vergleichsweise sehr hohen Wärmebedarfs kann dies entscheidend zur Verminderung des CO2-Gehalts in der Atmosphäre beitragen.In a particularly advantageous method variant, during the regeneration process, CO 2 is supplied via the ambient air, particularly under ambient conditions (pressure approx. 1 bar, ambient temperature). CO 2 -free air can then be released into the environment. Particularly in combination with the collection of CO 2 during the storage process, a negative CO 2 balance is achieved in the overall balance of the process, with the atmosphere in Total CO 2 is removed. Particularly when taking into account the comparatively very high heat requirement, this can make a decisive contribution to reducing the CO 2 content in the atmosphere.

Vorzugsweise wird bei dem Regenerationsvorgang eine derartige Menge an Luft zugeführt, dass die Umwandlung (des energetisch entladenen Speichermaterials) in den regenerierten Zustand innerhalb des Lagerzeitraums erfolgt. Dazu kann beispielsweise der Regenerationsvorrichtung und/oder dem Regenerationsort ein Gebläse zugeordnet sein, welches eine dem Speichermaterial zugeführte Luftströmung erzeugt oder verstärkt.During the regeneration process, such an amount of air is preferably supplied that the conversion (of the energetically discharged storage material) into the regenerated state takes place within the storage period. For this purpose, for example, a blower can be assigned to the regeneration device and/or the regeneration location, which generates or intensifies an air flow supplied to the storage material.

Vorzugsweise wird bei dem Ausspeichervorgang das Wasser, insbesondere Leitungswasser, zur kontinuierlichen Wärmenutzung über jeweils einen Entnahmezeitraum derart zugegeben, dass das Temperaturniveau innerhalb der Ausspeichervorrichtung unter 100 °C beträgt. Der Entnahmezeitraum beschreibt jeweils einen Zeitraum innerhalb des Nutzungszeitraums, während dessen ein konkreter Wärmebedarf gedeckt wird, wobei Wärme unter Umwandlung von Speichermaterial aus der Ausspeichervorrichtung entnommen und insbesondere in ein energetisch gekoppeltes Heizsystem eingekoppelt wird. So bleibt die Temperatur des Wassers unterhalb der Siedetemperatur, was die Komplexität der Ausspeichervorrichtung erheblich reduzieren kann.During the withdrawal process, the water, in particular tap water, is preferably added for the continuous use of heat over a withdrawal period in such a way that the temperature level within the withdrawal device is below 100 ° C. The withdrawal period describes a period within the period of use during which a specific heat requirement is covered, with heat being removed from the storage device by converting storage material and, in particular, being coupled into an energetically coupled heating system. This means that the temperature of the water remains below the boiling point, which can significantly reduce the complexity of the withdrawal device.

Vorzugsweise wird bei dem Ausspeichervorgang das Speichermaterial nach dessen zumindest nahezu vollständiger Umwandlung aus der Ausspeichervorrichtung an den Regenerationsort, insbesondere in die Regenerationsvorrichtung, transportiert. Der Transport kann beispielsweise zumindest teil-automatisiert erfolgen, z. B. mittels einer Fördereinrichtung, wie einer Förderschnecke und/oder einer pneumatischen Förderung. Der Regenerationsort befindet sich z. B. zugunsten eines kurzen Transportweges ebenfalls an der mit Wärme zu versorgenden Einheit, z. B. nahe und/oder neben dem Nutzungsort. So kann die Ausspeichervorrichtung unmittelbar nach der energetischen Entladung des Speichermaterials mit neuem, energetisch geladenem Speichermaterial beschickt werden und steht zur weiteren Wärmenutzung zur Verfügung.During the storage process, the storage material is preferably transported from the storage device to the regeneration location, in particular into the regeneration device, after its at least almost complete conversion. The transport can, for example, be at least partially automated, e.g. B. by means of a conveyor device, such as a screw conveyor and/or a pneumatic conveyor. The regeneration site is z. B. in favor of a short transport route also on the unit to be supplied with heat, e.g. B. near and/or next to the place of use. The storage device can thus be filled with new, energetically charged storage material immediately after the energy discharge of the storage material and is available for further heat use.

Vorzugsweise beträgt der Nutzungszeitraum zumindest einen Tag, vorzugsweise zumindest eine Woche, besonders bevorzugt zumindest einen Monat, z. B. mehrere Monate. So kann das Verfahren vorteilhaft zur saisonalen Energieversorgung genutzt werden, wobei der logistische Aufwand bei der Verteilung des Speichermaterials (insbesondere mit Transport von dem Einspeicherort zu dem Nutzungsort) möglichst gering gehalten wird. Während des Nutzungszeitraums kann eine einzige Befüllung der Ausspeichervorrichtung ausreichen oder, unter Verwendung der Speichereinrichtung, die Ausspeichervorrichtung mehrmals hintereinander befüllt und das Speichermaterial entladen werden.The period of use is preferably at least one day, preferably at least one week, particularly preferably at least one month, e.g. B. several months. The method can thus be used advantageously for seasonal energy supply, with the logistical effort in distributing the storage material (in particular with transport from the storage location to the usage location) being kept as low as possible. During the period of use, a single filling of the storage device can be sufficient or, using the storage device, the storage device can be filled several times in succession and the storage material can be discharged.

Vorzugsweise beträgt der Lagerzeitraum zumindest einen Tag, vorzugsweise zumindest eine Woche. So bleibt zum einen der relativ langsamen Umwandlung während des Regenerationsvorgangs ausreichend Zeit zur vollständigen Umwandlung des Speichermaterials in den regenerierten Zustand. Zudem wird der logistische Aufwand bei der Abholung des Speichermaterials (insbesondere mit Transport von dem Regenerationsort zu dem Einspeicherort) verringert.The storage period is preferably at least one day, preferably at least one week. On the one hand, the relatively slow conversion during the regeneration process leaves sufficient time for the storage material to be completely converted into the regenerated state. In addition, the logistical effort when collecting the storage material (in particular with transport from the regeneration location to the storage location) is reduced.

In einer vorteilhaften Abstimmung des Einspeichervorgangs auf die anderen Verfahrensschritte ist der Einspeicherzeitraum kürzer als oder gleich lang wie der Nutzungszeitraum, bei mehreren Nutzungsorten z. B. eines durchschnittlichen Nutzungszeitraums. Dadurch steht ausreichend energetisch geladenes Speichermaterial zur energetischen Nutzung während des Nutzungszeitraums zur Verfügung, um auch in mehreren Nutzungszyklen eine ununterbrochene Wärmenutzung zu ermöglichen (zumindest im Wesentlichen, z. B. abgesehen von Be- und Entladevorgängen an der Ausspeichervorrichtung).In an advantageous coordination of the storage process with the other process steps, the storage period is shorter than or the same length as the period of use, for example in the case of several locations of use. B. an average period of use. This means that sufficient energetically charged storage material is available for energetic use during the period of use in order to enable uninterrupted heat use even in several usage cycles (at least essentially, e.g. apart from loading and unloading processes at the storage device).

In einer vorteilhaften Abstimmung der Verfahrensschritte aufeinander kann in der Einspeichervorrichtung eine größere Menge an Speichermaterial pro Zeiteinheit (z. B. durchschnittlich innerhalb eines Monats), z. B. mindestens die doppelte Menge, vorzugsweise mindestens die zehnfache Menge, von dem regenerierten Zustand in den energetisch geladenen Zustand umgewandelt werden, als in der Ausspeichervorrichtung von dem energetisch geladenen Zustand in den energetisch entladenen Zustand umgewandelt wird (z. B. bezüglich einer durchschnittlich in der Ausspeichervorrichtung pro Zeiteinheit umgewandelten Menge zur energetischen Nutzung). In an advantageous coordination of the method steps with one another, a larger amount of storage material per unit of time (e.g. on average within a month), e.g. B. at least twice the amount, preferably at least ten times the amount, is converted from the regenerated state into the energetically charged state than is converted from the energetically charged state to the energetically discharged state in the storage device (e.g. with respect to an average in amount converted to energy use per unit of time by the withdrawal device).

Insbesondere sind die Kapazitäten der Einspeichervorrichtung und vorzugsweise mehrerer Ausspeichervorrichtungen entsprechend aufeinander abgestimmt. So können vorteilhafterweise mittels einer einzigen Einspeichervorrichtung mehrere Ausspeichervorrichtungen mit energetisch geladenem Speichermaterial versorgt werden. Der Einspeichervorgang lässt sich so zur Versorgung mehrerer, jeweils dem Einspeicherort zur Energieversorgung zugeordneter Nutzungsorte an einem zentralen Einspeicherort durchführen. Vorzugsweise ist jedem Nutzungsort ein Regenerationsort zugeordnet (z. B. daneben, z. B. im Umkreis von bis zu 20 m). Der zentrale Einspeicherort weist vorzugsweise eine gute Netzanbindung und/oder oder Anbindung an erneuerbare elektrische Energiequellen auf. Insbesondere liegen der Einspeicherort und der Nutzungsort (oder zumindest ein Großteil der Nutzungsorte) örtlich getrennt voneinander (z. B. mit einer Distanz von mehr als 20 m). So können insbesondere mit dem Einspeichervorgang verbundene aufwändigere und/oder sicherheitskritische Verfahrensschritte, wie z. B. die CO2-Abtrennung, zentral in geeigneter Peripherie durch spezialisiertes Personal durchgeführt werden.In particular, the capacities of the storage device and preferably several withdrawal devices are coordinated accordingly. In this way, several withdrawal devices can advantageously be supplied with energetically charged storage material by means of a single storage device. The storage process can thus be carried out at a central storage location to supply several usage locations, each assigned to the storage location for energy supply. Preferably, each location of use is assigned a regeneration location (e.g. next to it, e.g. within a radius of up to 20 m). The central storage location preferably has a good network connection and/or connection renewable electrical energy sources. In particular, the storage location and the usage location (or at least a majority of the usage locations) are physically separated from one another (e.g. at a distance of more than 20 m). In particular, more complex and/or safety-critical process steps associated with the storage process, such as: B. CO 2 separation can be carried out centrally in suitable peripheral areas by specialized personnel.

Möglich sind auch mehrere dezentrale Einspeicherorte, wobei der Einspeichervorgang z. B. an der mit Energie zu versorgenden Einheit, nahe des Nutzungsortes, stattfinden kann.Several decentralized storage locations are also possible, with the storage process z. B. can take place at the unit to be supplied with energy, close to the place of use.

Vorzugsweise wird in dem gesamten Verfahren eine derartige Menge an Speichermaterial verwendet, dass eine zumindest im Wesentlichen ununterbrochene Wärmeversorgung der mit Wärme zu versorgenden Einheiten, mit Wärmeentnahme an den Nutzungsorten, sichergestellt ist, auch in mehreren Verfahrenszyklen umfassend jeweils einen Einspeichervorgang, einen Ausspeichervorgang und einen Regenerationsvorgang für eine bestimmte Charge an Speichermaterial. Bezüglich der Gesamtmenge an Speichermaterial können die einzelnen Verfahrensschritte parallel zueinander ablaufen.Preferably, such an amount of storage material is used in the entire process that an at least essentially uninterrupted heat supply to the units to be supplied with heat, with heat removal at the locations of use, is ensured, even in several process cycles, each comprising a storage process, a withdrawal process and a regeneration process for a specific batch of storage material. With regard to the total amount of storage material, the individual process steps can run parallel to one another.

Vorzugsweise wird nach dem Einspeichervorgang das Speichermaterial an die Ausspeichervorrichtung transportiert und/oder wird nach dem Ausspeichervorgang das Speichermaterial an die Regenerationsvorrichtung transportiert und/oder wird nach dem Regenerationsvorgang das Speichermaterial an die Einspeichervorrichtung transportiert. So kann zumindest teilweise eine örtliche Trennung der Verfahrensschritte erfolgen. Dabei ist z. B. der Einspeicherort mit (größerem) Abstand von der mit Wärme zu versorgenden Einheit angeordnet als der Nutzungsort und/oder der Regenerationsort, die an der mit Wärme zu versorgenden Einheit angeordnet sind. Der Transport von dem Einspeicherort an den Nutzungsort kann beispielsweise mittels eines Transportfahrzeugs erfolgen.Preferably, after the storage process, the storage material is transported to the storage device and/or after the storage process, the storage material is transported to the regeneration device and/or after the regeneration process, the storage material is transported to the storage device. In this way, the process steps can be at least partially separated locally. This is z. B. the storage location is arranged at a (larger) distance from the unit to be supplied with heat than the place of use and / or the regeneration location, which are arranged on the unit to be supplied with heat. The transport from the storage location to the place of use can be carried out, for example, by means of a transport vehicle.

Für das Speichersystem wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Einige vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten sind in Zusammenhang mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren angegeben.For the storage system the task is solved with the features of claim 15. Some advantageous design variants are given in connection with the method described above.

Das Speichersystem kann insbesondere eine (einzige) Einspeichervorrichtung (oder mehrere Einspeichervorrichtungen an einem einzigen Einspeicherort) und mehrere Ausspeichervorrichtungen umfassen. Der einen Einspeichervorrichtung sind vorzugsweise mehrere Ausspeichervorrichtungen zu deren Versorgung mit energetisch geladenem Speichermaterial zugeordnet.The storage system can in particular comprise a (single) storage device (or several storage devices at a single storage location) and several withdrawal devices. The one storage device is preferably assigned a plurality of storage devices to supply it with energetically charged storage material.

In einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante umfasst die Einspeichervorrichtung eine elektrische Heizeinrichtung, insbesondere ein Induktionsheizelement.In a preferred embodiment variant, the storage device comprises an electrical heating device, in particular an induction heating element.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Einspeichervorrichtung besteht darin, dass die Einspeichervorrichtung als Schneckenreaktor ausgebildet ist. Der Schneckenreaktor umfasst insbesondere eine Förderschnecke, mittels der während der Umwandlung das Speichermaterial von einem Feststoffeinlass zu einem Feststoffauslass transportierbar ist. Zur Sammlung und Komprimierung von CO2 kann dem Schneckenreaktor eine Kompressionsvorrichtung zugeordnet (insbesondere nachgeschaltet) sein.An expedient embodiment of the storage device is that the storage device is designed as a screw reactor. The screw reactor in particular comprises a screw conveyor, by means of which the storage material can be transported from a solids inlet to a solids outlet during the conversion. To collect and compress CO 2 , a compression device can be assigned to the screw reactor (in particular downstream).

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der (zumindest einen) Ausspeichervorrichtung besteht darin, dass die Ausspeichervorrichtung als Mischvorrichtung umfassend ein in einem, insbesondere zylindrischen, Reaktionsraum angeordnetes Mischelement ausgebildet ist. Das Mischelement umfasst insbesondere mehrere, beispielsweise drei, Arme, an denen Mischschaufeln, beispielsweise in Ausbildung nach Art eines Pflugschars, angeordnet sind, welche bis an die Wand des Reaktionsraums erreichen. Um den Reaktionsraum ist beispielsweise ein Ringraum angeordnet, der innerhalb eines Doppelmantels um den Reaktionsraum ausgebildet ist. Der Ringraum dient insbesondere zur Wärmeübertragung an einen Heizkreislauf. Zu diesem Zweck können innerhalb des Ringraums den Wärmeübergang an ein Wärmeträgermedium (beispielsweise Wasser) verbessernde Strukturen und/oder Leitungen vorhanden sein.An expedient embodiment of the (at least one) withdrawal device is that the withdrawal device is designed as a mixing device comprising a mixing element arranged in a, in particular cylindrical, reaction space. The mixing element in particular comprises several, for example three, arms on which mixing blades, for example in the form of a plowshare, are arranged, which reach up to the wall of the reaction space. For example, an annular space is arranged around the reaction space and is formed within a double jacket around the reaction space. The annular space is used in particular to transfer heat to a heating circuit. For this purpose, structures and/or lines that improve the heat transfer to a heat transfer medium (for example water) can be present within the annular space.

Vorzugsweise ist die Regenerationsvorrichtung als Lufttrocknungsvorrichtung umfassend einen Lagerraum ausgebildet und/oder umfasst eine Luft-Fördereinrichtung (beispielsweise ein Gebläse) und/oder eine dampfdurchlässige Abdeckung. Die Lufttrocknungsvorrichtung umfasst einen beispielsweise quaderförmig ausgebildeten Lagerraum. In dem Lagerraum können beispielsweise mehrere, insbesondere gasdurchlässige Trägerschichten vorhanden sein, um das Speichermaterial z. B. in mehreren, möglichst gasdurchlässigen Schichten zu lagern. Innerhalb und/oder in Angrenzung an dem Lagerraum kann insbesondere bodenseitig eine Verteilervorrichtung vorhanden sein, um eine gleichmäßige Luftführung innerhalb des Lagerraums zu ermöglichen. Möglich ist auch ein Umwälzmechanismus zur Umlagerung des Speichermaterials während des Lagerzeitraums.Preferably, the regeneration device is designed as an air drying device comprising a storage space and/or comprises an air conveying device (for example a blower) and/or a vapor-permeable cover. The air drying device includes a cuboid storage space, for example. In the storage room, for example, several, in particular gas-permeable, carrier layers can be present in order to store the storage material, for example. B. to be stored in several layers that are as gas-permeable as possible. Within and/or adjacent to the storage space, a distribution device can be present, particularly on the floor side, in order to enable uniform air flow within the storage space. A circulation mechanism for rearranging the storage material during the storage period is also possible.

In einer vorteilhaften Variante kann auch Luft aus einer (Gebäude-)Lüftungsanlage der Regenerationsvorrichtung zugeführt werden, die zu diesem Zweck mit der Lüftungsanlage in Luftaustauschverbindung steht. Dabei wird vorzugsweise aus dem Gebäude abströmende Luft der Regenerationsvorrichtung zugeführt, die in der Regel einen höheren CO2-Gehalt aufweist als Frischluft aus der Umgebung.In an advantageous variant, air from a (building) ventilation system can also be supplied to the regeneration device, which for this purpose is in air exchange with the ventilation system binding stands. Air flowing out of the building is preferably fed to the regeneration device, which generally has a higher CO 2 content than fresh air from the environment.

So umfasst das Speichersystem vorzugsweise drei unterschiedliche Vorrichtungen, die Einspeichervorrichtung, die Ausspeichervorrichtung und die Regenerationsvorrichtung, die vorzugsweise an zumindest zwei unterschiedlichen Orten angeordnet sind, dem Einspeicherort und einem Ort an der mit Wärme zu versorgenden Einheit, umfassend den Nutzungsort und den Regenerationsort.The storage system preferably comprises three different devices, the storage device, the withdrawal device and the regeneration device, which are preferably arranged at at least two different locations, the storage location and a location on the unit to be supplied with heat, comprising the usage location and the regeneration location.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 einen beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens, umfassend einen Einspeichervorgang, einen Ausspeichervorgang und einen Regenerationsvorgang, in einer schematischen Darstellung,
  • 2 ein Beispiel einer Einspeichervorrichtung in Ausbildung als Schneckenreaktor in schematischer Darstellung im Längsschnitt,
  • 3 ein Beispiel einer Ausspeichervorrichtung in Ausbildung einer Mischvorrichtung in schematischer Darstellung im Querschnitt und
  • 4 ein Beispiel einer Regenerationsvorrichtung in Ausbildung als Lufttrocknungsvorrichtung in einer schematischen Darstellung im Querschnitt.
The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments with reference to the drawings. Show it:
  • 1 an exemplary sequence of the method according to the invention, comprising a storage process, a withdrawal process and a regeneration process, in a schematic representation,
  • 2 an example of a storage device designed as a screw reactor in a schematic representation in longitudinal section,
  • 3 an example of a withdrawal device in the form of a mixing device in a schematic representation in cross section and
  • 4 an example of a regeneration device designed as an air drying device in a schematic representation in cross section.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Speicherung und/oder Abgabe von Energie, welches hier beispielhaft drei Verfahrensschritte umfasst, nämlich einen Einspeichervorgang 10, einen Ausspeichervorgang 20 und einen Regenerationsvorgang 30. Ein Speichermaterial dient als Energiespeicher und/oder als Energieträger (zum Transport von Energie), aus dem im Bedarfsfall Wärme zur energetischen Nutzung ausgespeichert bzw. freigegeben wird. Die Wärme kann insbesondere zu Heizzwecken an ein thermisch gekoppeltes Heizsystem, insbesondere an einen Heizkreislauf 76 (vgl. 3), übertragen werden. 1 shows a schematic representation of a method according to the invention for storing and/or releasing energy, which here includes three method steps as an example, namely a storage process 10, a withdrawal process 20 and a regeneration process 30. A storage material serves as an energy storage and/or as an energy carrier (for transport of energy), from which heat is stored or released for energy use when necessary. The heat can be sent, in particular for heating purposes, to a thermally coupled heating system, in particular to a heating circuit 76 (cf. 3 ), be transmitted.

Möglich ist die Durchführung des Verfahrens auch umfassend lediglich den Ausspeichervorgang 20 und den Regenerationsvorgang 30, wobei Speichermaterial bereits in energetisch geladenem Zustand beispielsweise aus einer externen Quelle bezogen wird.It is also possible to carry out the method comprising only the storage process 20 and the regeneration process 30, with storage material already in an energetically charged state being obtained, for example from an external source.

Bei dem Speichermaterial handelt es sich insbesondere um Kalk, welcher, je nach Verfahrensschritt, in unterschiedliche Zustände (Branntkalk (nach 10, 1), Löschkalk (nach 20), Kalkstein (nach 30 und vor 10)) umgewandelt wird.The storage material is in particular lime, which, depending on the process step, is in different states (quicklime (according to 10, 1 ), slaked lime (after 20), limestone (after 30 and before 10)).

Betrachtet wird nachfolgend der Verfahrensablauf bezüglich einer Charge an Speichermaterial, die z. B. einen für Nutzungszeitraum von mehreren Monaten an einen Nutzungsort verbracht wird. Zur Versorgung mehrerer Nutzungsorte können die Verfahrensschritte unter Umwandlung einer größeren (Gesamt-) Menge an Speichermaterial zumindest teilweise parallel ablaufen.The following will consider the process flow with regard to a batch of storage material, e.g. B. is brought to a place of use for a period of use of several months. To supply multiple locations of use, the process steps can at least partially run in parallel by converting a larger (total) amount of storage material.

Bei dem in 1 gezeigten Verfahren wird in dem Einspeichervorgang 10 zunächst Energie in das Speichermaterial eingespeichert. Dabei wird das Speichermaterial unter Zufuhr von Wärmeenergie von einem ersten Zustand (regenerierter Zustand) in einen zweiten Zustand (energetisch geladener Zustand) umgewandelt. Insbesondere liegt das Speichermaterial im ersten Zustand als Calciumcarbonat und im zweiten Zustand als Calciumoxid vor. Dieser Vorgang, auch als „Kalkbrennen“ bezeichnet, folgt der Reaktionsgleichung Calciumcarbonat (CaCO3) → Calciumoxid (CaO) + Kohlenstoffdioxid (CO2), wobei CO2 (Kohlenstoffdioxid) 14 konzentriert freigesetzt wird. At the in 1 In the method shown, energy is first stored in the storage material in the storage process 10. The storage material is converted from a first state (regenerated state) to a second state (energetically charged state) by supplying thermal energy. In particular, the storage material is in the first state as calcium carbonate and in the second state as calcium oxide. This process, also known as “lime burning”, follows the reaction equation Calcium carbonate (CaCO 3 ) → calcium oxide (CaO) + carbon dioxide (CO 2 ), whereby CO 2 (carbon dioxide) 14 is released in concentrated form.

Vorzugsweise wird die Wärmeenergie aus elektrischer Energie gewonnen, die in eine Einspeichervorrichtung 40 eingespeist und mittels einer elektrischen Heizeinrichtung 48 (vgl. 2) in Wärmeenergie umgewandelt wird. Besonders geeignet ist dabei eine induktive Erwärmung. Die elektrische Energie wird vorzugsweise aus erneuerbaren Quellen gewonnen.The thermal energy is preferably obtained from electrical energy, which is fed into a storage device 40 and heated by means of an electrical heating device 48 (cf. 2 ) is converted into thermal energy. Inductive heating is particularly suitable. Electrical energy is preferably obtained from renewable sources.

Zur Bereitstellung der benötigten Reaktionsenergie erfolgt die Erwärmung z. B. bei Umgebungsdruck (rund 1 bar) auf eine Temperatur von 800 °C bis 900 °C.To provide the required reaction energy, heating takes place e.g. B. at ambient pressure (around 1 bar) to a temperature of 800 °C to 900 °C.

Das bei dem Einspeichervorgang 10 freigesetzte, konzentrierte CO2 14 kann vorteilhafterweise gesammelt, komprimiert und in zumindest einer Speichervorrichtung gespeichert werden, beispielsweise in einem oder mehreren Drucktanks und/oder einer/mehreren Druckgasflasche/n (hier nicht gezeigt). Der Einspeichervorgang 10 bzw. die Einspeichervorrichtung 40 wird so vorteilhaft als Punktquelle zur CO2-Gewinnung genutzt, wobei das CO2 14 aufgrund seiner hohen Konzentration unter vergleichsweise geringem Energieaufwand abzuscheiden ist. Das CO2 14 kann in einem anderen Prozess genutzt werden, beispielsweise die Herstellung von synthetischen Kraftstoffen, Kunststoffen etc..The concentrated CO 2 14 released during the storage process 10 can advantageously be collected, compressed and stored in at least one storage device, for example in one or more pressure tanks and/or one/several compressed gas cylinders (not shown here). The storage process 10 or the storage device 40 is thus advantageously used as a point source for CO 2 production, whereby the CO 2 14 can be separated with comparatively little energy expenditure due to its high concentration. The CO 2 14 can be used in another process, for example the production of synthetic fuels, plastics, etc.

In einer diesbezüglich vorteilhaften Verfahrensvariante kann der Einspeichervorgang 10 bei einer höheren Temperatur, beispielsweise 1000 °C, durchgeführt werden. Aufgrund der thermochemischen Gleichgewichtscharakteristik läuft die Reaktion dann bei einem entsprechend höheren Druck ab, beispielsweise zwischen 1,5 bar und 10 bar. Eine Einspeichervorrichtung 40 (vgl. 2) ist dabei vorzugsweise druckdicht ausgebildet. So lässt sich die zur Verdichtung des freigewordenen CO2 erforderliche Kompressionsenergie reduzieren.In a method variant that is advantageous in this regard, the storage process 10 can be carried out at a higher temperature, for example 1000 ° C. Due to the thermochemical equilibrium characteristics, the reaction then takes place at a correspondingly higher pressure, for example between 1.5 bar and 10 bar. A storage device 40 (cf. 2 ) is preferably designed to be pressure-tight. In this way, the compression energy required to compress the released CO 2 can be reduced.

Nach dem Einspeichervorgang 10 kann das Speichermaterial bedarfsweise bis zur energetischen Nutzung an dem Einspeicherort zwischengespeichert und/oder an den Nutzungsort transportiert werden.After the storage process 10, the storage material can, if necessary, be temporarily stored at the storage location until it is used for energy purposes and/or transported to the location of use.

Vor, während und/oder nach dem Transport wird das Speichermaterial bis zur energetischen Nutzung vorzugsweise möglichst trocken gespeichert bzw. gelagert. Die Lagerung am Nutzungsort kann z. B. in einer separaten Speichereinrichtung und/oder innerhalb einer Ausspeichervorrichtung 60 (vgl. 3) erfolgen. Dabei kann zwischen der separaten Speichereinrichtung und der Ausspeichervorrichtung 60 z. B. eine zumindest teil-automatisierte Beladung vorgesehen sein.Before, during and/or after transport, the storage material is preferably stored or stored as dry as possible until it is used for energy purposes. Storage at the place of use can e.g. B. in a separate storage device and/or within a storage device 60 (cf. 3 ) take place. Between the separate storage device and the storage device 60 z. B. at least partially automated loading can be provided.

Nach dem Einspeichervorgang 10 kann das Speichermaterial, je nach Größe der an den Nutzungsort transportierten Charge relativ zum Wärmebedarf, innerhalb eines Nutzungszeitraums von mindestens einem Tag, vorzugsweise mindestens einer Woche, z. B. mehreren Monaten (z. B. über eine Wintersaison) oder mehreren Jahren, energetisch genutzt werden.After the storage process 10, depending on the size of the batch transported to the place of use relative to the heat requirement, the storage material can be stored within a period of use of at least one day, preferably at least one week, e.g. B. several months (e.g. over a winter season) or several years, can be used for energy purposes.

Innerhalb des Nutzungszeitraums wird der Ausspeichervorgang 20 zur Ausspeicherung der gespeicherten Energie durchgeführt. Dabei wird das Speichermaterial von dem zweiten, energetisch geladenen Zustand in einen dritten, energetisch entladenen Zustand umgewandelt, wobei Wärme zur energetischen Nutzung freigesetzt wird. Insbesondere liegt das Speichermaterial in dem dritten Zustand als Calciumhydroxid vor. Die Umwandlung, auch als „Kalklöschen“ bezeichnet, folgt der Reaktionsgleichung Calciumoxid (CaO) + Wasser (H2O) → Calciumhydroxid (Ca(OH)2), die unter Wasserzugabe bei Umgebungsbedingungen spontan abläuft.Within the period of use, the withdrawal process 20 is carried out to withdraw the stored energy. The storage material is converted from the second, energetically charged state into a third, energetically discharged state, with heat being released for energetic use. In particular, the storage material is in the third state as calcium hydroxide. The conversion, also known as “lime slaking,” follows the reaction equation Calcium oxide (CaO) + water (H 2 O) → calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ), which occurs spontaneously when water is added under ambient conditions.

Bei Wärmebedarf wird das Wasser, insbesondere Leitungswasser, über einen Entnahmezeitraum, innerhalb dessen der jeweilige, aktuelle Wärmebedarf gedeckt wird, insbesondere kontinuierlich zugegeben. Für einen unbeeinträchtigten Reaktionsablauf wird das Wasser möglichst gut mit dem Speichermaterial in stofflichen Kontakt gebracht, z. B. und/oder während der Zugabe mit dem Speichermaterial durchmischt.If heat is required, the water, in particular tap water, is added, in particular continuously, over a withdrawal period within which the respective current heat requirement is covered. To ensure an unimpaired reaction process, the water is brought into physical contact with the storage material as best as possible, e.g. B. and/or mixed with the storage material during the addition.

Vorzugsweise wird die Menge an zugegebenem Wasser, unter Berücksichtigung des jeweiligen, aktuellen Wärmebedarfs, insbesondere der Steuerung bzw. Regelung des wärmeaufnehmenden Heizsystems bzw. Heizkreislaufes, derart eingestellt, dass das Temperaturniveau innerhalb der Ausspeichervorrichtung, welches wesentlich von der Reaktionstemperatur und dem Wärmeübergang zur Übertragung an das Heizsystem bestimmt ist, unterhalb 100 °C, z. B. zwischen 80 °C und 95 °C, beträgt. So bleibt das Wasser unterhalb der Siedetemperatur, was die Komplexität der Ausspeichervorrichtung 60 erheblich reduzieren kann.Preferably, the amount of water added, taking into account the respective current heat requirement, in particular the control or regulation of the heat-absorbing heating system or heating circuit, is adjusted such that the temperature level within the storage device, which depends essentially on the reaction temperature and the heat transfer to the transfer the heating system is intended to be below 100 °C, e.g. B. between 80 °C and 95 °C. The water thus remains below the boiling temperature, which can significantly reduce the complexity of the storage device 60.

Nachdem das Speichermaterial zumindest nahezu vollständig, z. B. bis zu einem bestimmten energetischen Entladungsgrad, umgewandelt ist und in dem dritten, energetisch entladenen Zustand vorliegt, wird es aus der Ausspeichervorrichtung 60 entnommen und an einen Regenerationsort, insbesondere in eine Regenerationsvorrichtung 80 (vgl. 4) transportiert. Der Regenrationsort liegt vorzugsweise neben dem und/oder angrenzend an den Nutzungsort. Der Transport kann beispielsweise automatisiert, beispielsweise mittels einer Förderschnecke und/oder einer pneumatischen Förderung, erfolgen.After the storage material is at least almost complete, e.g. B. is converted to a certain level of energetic discharge and is in the third, energetically discharged state, it is removed from the storage device 60 and sent to a regeneration location, in particular into a regeneration device 80 (cf. 4 ) transported. The regeneration site is preferably next to and/or adjacent to the site of use. The transport can, for example, be carried out automatically, for example by means of a screw conveyor and/or a pneumatic conveyor.

Der energetische Entladungsgrad, bis zu dem beispielsweise die Entnahme erfolgt, kann z. B. in Abhängigkeit von dem bei der energetischen Nutzung, z. B. in der Ausspeichervorrichtung 60 erreichbaren Temperaturniveau festgelegt sein, wobei beispielsweise ein Soll-Temperaturniveau von z. B. mehr als 80 °C, nicht mehr erreicht wird. Möglich ist auch eine Beurteilung des Entladungsgrades basierend auf einem Reaktionsfortschritt, der z. B. unter Einbeziehung der während des Nutzungszeitraums dem Speichermaterial zugeführten Wassermenge und der Menge an Speichermaterial bestimmt und/oder abgeschätzt werden kann.The energetic level of discharge up to which the removal takes place, for example, can e.g. B. depending on the energy use, e.g. B. in the storage device 60 achievable temperature level can be set, for example a target temperature level of z. B. more than 80 °C, is no longer achieved. It is also possible to assess the degree of discharge based on reaction progress, e.g. B. can be determined and/or estimated taking into account the amount of water supplied to the storage material during the period of use and the amount of storage material.

An dem Regenerationsort wird in dem Regenerationsvorgang 30 das Speichermaterial gelagert und innerhalb des Lagerzeitraums zumindest nahezu vollständig von dem dritten, energetisch entladenen Zustand in den ersten, regenerierten Zustand umgewandelt. Die Umwandlung erfolgt unter Zugabe von CO2, welches über Luft 32 zugeführt wird. Die Umwandlung, auch als „Karbonatisierung“ bezeichnet, folgt der Reaktionsgleichung Calciumhydroxid (Ca(OH)2) + Kohlenstoffdioxid (CO2) → Calciumcarbonat (CaCO3) + Wasser (H2O), wobei auch Wasser (dampfförmig) freigesetzt wird.In the regeneration process 30, the storage material is stored at the regeneration location and at least almost completely converted from the third, energetically discharged state into the first, regenerated state within the storage period. The conversion takes place with the addition of CO 2 , which is supplied via air 32. The conversion, also known as “carbonatation,” follows the reaction equation Calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ) + carbon dioxide (CO 2 ) → calcium carbonate (CaCO 3 ) + water (H 2 O), whereby water (vapor form) is also released.

Bei der Umwandlung wird in der Luft 32 enthaltenes CO2 14 in dem Speichermaterial gebunden und CO2-freie Luft 34 (Luft - CO2) an die Umgebung abgegeben. Pro Tonne Speichermaterial (bzgl. des zweiten, geladenen Zustandes (CaO)) können der Atmosphäre durch das erfindungsgemäße Verfahren während des Regenerationsvorganges rund 700 kg CO2 14 entzogen werden. In Kombination mit der CO2-Sammlung und -Speicherung während des Einspeichervorgangs 10 kann das Verfahren neben der Energiespeicherung vorteilhafterweise dazu dienen, in der Gesamtbilanz CO2 14 aus der Atmosphäre abzuscheiden.During the conversion, CO 2 14 contained in the air 32 is bound in the storage material and CO 2 -free air 34 (air - CO 2 ) is released into the environment. Per ton of storage material (regarding the second, charged state (CaO)), around 700 kg of CO 2 14 can be removed from the atmosphere during the regeneration process using the method according to the invention. In combination with the CO 2 collection and storage during the storage process 10, in addition to energy storage, the method can advantageously serve to separate CO 2 14 from the atmosphere in the overall balance.

Ohne CO2-Sammlung wird während des Einspeichervorgangs 10 freigesetztes CO2 wieder gebunden, sodass ein (zumindest nahezu) CO2-neutrales Verfahren zur Energiespeicherung vorliegt.Without CO 2 collection, CO 2 released during the storage process 10 is bound again, so that there is a (at least almost) CO 2 -neutral process for energy storage.

Die Karbonatisierung läuft bei Umgebungsbedingungen spontan ab, allerdings langsam, innerhalb z. B. weniger Tage. Vorzugsweise ist der Lagerzeitraum derart lange ausgelegt, dass ausreichend Zeit für eine vollständige Ausreaktion des Speichermaterials zur Verfügung steht, was auch logistische Vorteile bringt. Der Lagerzeitraum beträgt zumindest einen Tag, vorzugsweise zumindest eine Woche, beispielsweise mehrere Wochen oder Monate.Carbonation occurs spontaneously under ambient conditions, but slowly, within e.g. B. fewer days. The storage period is preferably designed to be long enough that there is sufficient time for the storage material to fully react, which also brings logistical advantages. The storage period is at least one day, preferably at least one week, for example several weeks or months.

Während des Lagerzeitraums wird vorzugsweise sichergestellt, dass eine ausreichende Menge an Luft mit dem Speichermaterial in Kontakt gelangt, um eine ausreichende CO2-Versorgung für die vollständige Karbonatisierung bereitzustellen, erforderlichenfalls mittels eines Gebläses. Das Speichermaterial ist dabei vorzugsweise derart gelagert, z. B. auf (mehreren) luftdurchlässigen Platten verteilt, dass das gesamte Speichermaterial mit Luft 32 beaufschlagt werden kann.During the storage period it is preferably ensured that a sufficient amount of air comes into contact with the storage material to provide a sufficient supply of CO 2 for complete carbonation, if necessary by means of a fan. The storage material is preferably stored in such a way, e.g. B. distributed on (several) air-permeable plates so that the entire storage material can be supplied with air 32.

Nach dem Regenerationsvorgang 30 wird das Speichermaterial zur erneuten energetischen Beladung an die Einspeichervorrichtung 40 transportiert und, erforderlichenfalls unter Zwischenspeicherung bzw. -lagerung erneut dem Einspeichervorgang 10 zugeführt. So wird der Kreislauf (Zyklus) geschlossen. Das Speichermaterial kann in wiederholten Zyklen genutzt werden.After the regeneration process 30, the storage material is transported to the storage device 40 for renewed energetic loading and, if necessary, fed again to the storage process 10 with intermediate storage or storage. This is how the circuit (cycle) is closed. The storage material can be used in repeated cycles.

Das Speichermaterial dient als Energiespeicher, der insbesondere in energetisch geladenem Zustand an eine mit Energie, insbesondere mit Wärme Q zu versorgende Einheit, etwa ein Ein- oder Mehrfamilienhaus und/oder Gewerbeeinheiten, transportiert werden kann. Das Speichermaterial kann daher auch als Energieträger bezeichnet werden.The storage material serves as an energy storage device, which can be transported, in particular in an energetically charged state, to a unit to be supplied with energy, in particular with heat Q, such as a single-family home or multi-family home and/or commercial units. The storage material can therefore also be referred to as an energy source.

Der Einspeichervorgang 10 kann vorzugsweise an einem zentralen Einspeicherort erfolgen, um das Speichermaterial zur zumindest teilweise zeitgleichen Nutzung an mehreren, vorzugsweise einer Vielzahl an Nutzungsorten energetisch zu beladen. Insbesondere wird während des Einspeichervorgangs 10 in der Einspeichervorrichtung 40 eine größere Menge an Speichermaterial pro Zeiteinheit umgewandelt, als zur energetischen Nutzung während eines einzelnen Ausspeichervorgangs 10 innerhalb eines Nutzungszeitraums als durchschnittliche Menge (Charge) benötigt wird. The storage process 10 can preferably take place at a central storage location in order to energetically load the storage material for at least partially simultaneous use at several, preferably a large number of usage locations. In particular, during the storage process 10 in the storage device 40, a larger amount of storage material is converted per unit of time than is required as an average amount (batch) for energetic use during a single storage process 10 within a period of use.

So kann vorteilhafterweise eine Einspeichervorrichtung 40 zur Versorgung mehrerer, insbesondere einer Vielzahl von Ausspeichervorrichtungen 60 dienen. So lässt sich der Einspeichervorgang 10, beispielsweise unter zeitgleichem Abtrennen, komprimieren und Speichern von CO2 14, effizient und ökonomisch bewerkstelligen.Thus, one storage device 40 can advantageously serve to supply several, in particular a large number of storage devices 60. In this way, the storage process 10 can be carried out efficiently and economically, for example by simultaneously separating, compressing and storing CO 2 14.

Vorzugsweise weist der zentrale Einspeicherort eine gute elektrische Netzanbindung/oder Versorgung mit erneuerbarer elektrischer Energie auf.The central storage location preferably has a good electrical network connection/or supply with renewable electrical energy.

Das energetisch geladene Speichermaterial kann an dem zentralen Einspeicherort gelagert und bei Bedarf, beispielsweise bei (z. B. automatisierter) Anfrage, an einen Nutzungsort gebracht werden, beispielsweise mittels eines Transportfahrzeugs. Dort befindet sich eine der Auspeichervorrichtungen 60, mittels der die Wärmeenergie aus dem Speichermaterial in das energetisch gekoppelte Heizsystem 76 (vgl. 3) der mit Wärme Q zu versorgenden Einheit eingebracht werden kann.The energetically charged storage material can be stored at the central storage location and, if necessary, for example upon (e.g. automated) request, brought to a place of use, for example by means of a transport vehicle. One of the storage devices 60 is located there, by means of which the thermal energy from the storage material is transferred to the energetically coupled heating system 76 (cf. 3 ) of the unit to be supplied with heat Q can be introduced.

Der Regenerationsvorgang 30 erfolgt vorzugsweise an dem Ort der Wärmenutzung, d. h. an der mit Wärme Q zu versorgenden Einheit, an dem sich der Regenerationsort befindet.The regeneration process 30 preferably takes place at the location where the heat is used, i.e. H. on the unit to be supplied with heat Q, where the regeneration location is located.

Je nach vorhandenem Speichervolumen kann das Speichermaterial auf Anfrage und/oder regelmäßig von dem Regenerationsort abgeholt werden. Die Abholung kann sich insbesondere nach Länge des Lagerzeitraums, abhängig von der vorhandenen Lagerkapazität und/oder der genutzten Menge an Speichermaterial, richten.Depending on the available storage volume, the storage material can be collected from the regeneration location upon request and/or regularly. The collection can depend in particular on the length of the storage period, depending on the available storage capacity and/or the amount of storage material used.

Die unterschiedlichen Verfahrensschritte finden in einem Speichersystem 1 umfassend beispielsweise drei unterschiedlich ausgebildete Vorrichtungen statt, die Einspeichervorrichtung 40, die zumindest eine Ausspeichervorrichtung 60 und die zumindest eine Regenerationsvorrichtung 80. Jeweilige Beispiele geeigneter Vorrichtungen sind in 2 , 3 und 4 gezeigt.The different method steps take place in a storage system 1 comprising, for example, three differently designed devices, the storage device 40, the at least one withdrawal device 60 and the at least one regeneration device 80. Respective examples of suitable devices are in 2 , 3 and 4 shown.

2 zeigt ein Beispiel einer Einspeichervorrichtung 40 in Ausbildung eines Schneckenreaktors 42 in einer schematischen Abbildung im Längsschnitt. Der Schneckenreaktor 42 umfasst die elektrische Heizeinrichtung 48, welche insbesondere als Induktionsheizelement ausgebildet ist. Über das Induktionsheizelement kann elektrische Energie 12 in den Schneckenreaktor 42 eingekoppelt und in Wärmeenergie zur Einspeicherung in das Speichermaterial umgewandelt werden. Die elektrische Energie wird vorzugsweise aus erneuerbarem Strom bereitgestellt. 2 shows an example of a storage device 40 in the form of a screw reactor 42 in a schematic illustration in longitudinal section. The screw reactor 42 includes the electrical heating device 48, which is designed in particular as an induction heating element. Electrical energy 12 can be coupled into the screw reactor 42 via the induction heating element and converted into thermal energy for storage in the storage material. The electrical energy is preferably provided from renewable electricity.

Der Schneckenreaktor 42 umfasst eine Förderschnecke 43, welche über einen Feststoffeinlass 50 mit Speichermaterial, insbesondere Calciumcarbonat (CaCO3), beaufschlagt wird. Die Förderschnecke 43 transportiert das Speichermaterial durch eine beheizte Reaktionszone, in der die Umwandlung des Speichermaterials stattfindet. An einem Feststoffauslass 52 wird das umgewandelte Speichermaterial dem Schneckenreaktor 42 entnommen.The screw reactor 42 includes a screw conveyor 43, which is supplied with storage material, in particular calcium carbonate (CaCO 3 ), via a solids inlet 50. The screw conveyor 43 transports the storage material through a heated reaction zone in which the conversion of the storage material takes place. The converted storage material is removed from the screw reactor 42 at a solids outlet 52.

Das freigesetzte CO2 wird vorzugsweise insbesondere über einen Gasauslass 54 entnommen, beispielsweise abgesaugt, gesammelt und komprimiert. Der Gasauslass 54 ist hier beispielhaft mittig angeordnet, kann sich jedoch auch an einer oder mehreren anderen Stelle/n des Schneckenreaktors 42 befinden.The released CO 2 is preferably removed in particular via a gas outlet 54, for example sucked off, collected and compressed. The gas outlet 54 is arranged in the middle here, for example, but can also be located at one or more other locations of the screw reactor 42.

3 zeigt ein Beispiel einer Ausspeichervorrichtung 60 in Ausbildung einer Mischvorrichtung 62 in einer schematischen Ansicht im Querschnitt. Die Mischvorrichtung 62 umfasst einen insbesondere zylindrischen Reaktionsraum 66, in dem ein Mischelement 64 mit beispielhaft drei Armen und jeweils einer Mischschaufel angeordnet ist. Die Arme mit der Mischschaufel können z. B. in Art eines Pflugschars ausgebildet sein. 3 shows an example of a withdrawal device 60 in the form of a mixing device 62 in a schematic view in cross section. The mixing device 62 comprises a particularly cylindrical reaction space 66, in which a mixing element 64 with, for example, three arms and each with a mixing blade is arranged. The arms with the mixing shovel can e.g. B. be designed in the manner of a plowshare.

Der Reaktionsraum 66 ist beispielsweise von einem Ringraum 78 umgeben, der innerhalb eines Doppelmantels des Reaktionsraums 66 ausgebildet ist. Der Ringraum 78 dient insbesondere zur Wärmeübertragung an den Heizkreislauf 76. Zu diesem Zweck können innerhalb des Ringraums 78 den Wärmeübergang an ein Wärmeträgermedium 77 (beispielsweise Wasser) verbessernde Strukturen und/oder Leitungen vorhanden sein.The reaction space 66 is surrounded, for example, by an annular space 78, which is formed within a double jacket of the reaction space 66. The annular space 78 serves in particular for heat transfer to the heating circuit 76. For this purpose, structures and/or lines that improve the heat transfer to a heat transfer medium 77 (for example water) can be present within the annular space 78.

Über einen an einer Oberseite angeordneten Einlass 72 wird das energetisch geladene Speichermaterial in den Reaktionsraum eingebracht. Die Menge kann derart sein, dass während des Nutzungszeitraums lediglich eine Beladung notwendig ist. Möglich ist auch eine wiederholte Beladung während des Nutzungszeitraums, wobei energetisch geladenes Speichermaterial an dem Nutzungsort bis zur Verwendung an einem der Ausspeichervorrichtung 60 zugeordnetem Speicherort gelagert werden kann. Der Reaktionsraum 66 ist in seiner Größe entsprechend ausgelegt.The energetically charged storage material is introduced into the reaction space via an inlet 72 arranged on an upper side. The quantity can be such that only one load is necessary during the period of use. Repeated loading during the period of use is also possible, with energetically charged storage material being able to be stored at the location of use until it is used at a storage location assigned to the storage device 60. The reaction space 66 is designed accordingly in size.

Bei Wärmebedarf wird während eines Entnahmezeitraums über den Einlass 72 Wasser 22 zugegeben, vorzugsweise fein verteilt (beispielsweise getropft oder zerstäubt).If heat is required, water 22 is added via the inlet 72 during a withdrawal period, preferably finely distributed (for example dripped or atomized).

Während der einsetzenden Reaktion rotiert das Mischelement 64 vorzugsweise derart, dass das Speichermaterial fluidisiert wird. Dies bewirkt zum einen eine vorteilhafte Verteilung des Wassers 22 in dem Speichermaterial. Zum anderen wird ein sehr guter Wärmeübergang von dem Speichermaterial über die Innenwand des Ringraums 78 an das Wärmeübertragungsmedium 77 erreicht. Die freigesetzte Wärme Q wird, gegebenenfalls über einen zwischengeschalteten Wärmeübertragungs-Kreislauf 75, an den Heizkreislauf 76 der mit Wärme Q zu versorgenden Einheit übertragen.During the onset of the reaction, the mixing element 64 preferably rotates in such a way that the storage material is fluidized. On the one hand, this causes an advantageous distribution of the water 22 in the storage material. On the other hand, a very good heat transfer from the storage material via the inner wall of the annular space 78 to the heat transfer medium 77 is achieved. The released heat Q is transferred, if necessary via an intermediate heat transfer circuit 75, to the heating circuit 76 of the unit to be supplied with heat Q.

Nachdem das Speichermaterial, insbesondere nach mehreren Entnahmezeiträumen, vollständig oder bis zu einem bestimmten Entladungsgrad abreagiert hat, wird es aus einem Auslass 74 aus dem Reaktionsraum 66 entnommen. Bei dem in 3 gezeigten Beispiel erfolgen dies insbesondere unter Schwerkrafteinwirkung und/oder unter Bewegung des Mischelements 64.After the storage material has reacted completely or to a certain degree of discharge, in particular after several removal periods, it is removed from the reaction space 66 from an outlet 74. At the in 3 In the example shown, this occurs in particular under the influence of gravity and/or movement of the mixing element 64.

4 zeigt ein Beispiel einer Regenerationsvorrichtung 80 in Ausbildung einer Lufttrocknungsvorrichtung 82 in einer schematischen Abbildung im Querschnitt. Die Lufttrocknungsvorrichtung 82 umfasst einen beispielsweise quaderförmig ausgebildeten Lagerraum 84. In dem Lagerraum 84 können beispielsweise mehrere, insbesondere gasdurchlässige Trägerschichten vorhanden sein, um das Speichermaterial z. B. in mehreren, möglichst gasdurchlässigen Schichten zu lagern. Die Lufttrocknungsvorrichtung 82 kann ein Gebläse zur Verstärkung des Luftstroms und/oder eine dampfdurchlässige Abdeckung umfassen (hier nicht gezeigt). 4 shows an example of a regeneration device 80 in the form of an air drying device 82 in a schematic illustration in cross section. The air drying device 82 comprises a cuboid-shaped storage space 84, for example. In the storage space 84, for example, several, in particular gas-permeable, carrier layers can be present in order to store the storage material, for example. B. to be stored in several layers that are as gas-permeable as possible. The air drying device 82 may include a fan to increase airflow and/or a vapor permeable cover (not shown here).

Am Boden des Lagerraums 84 ist beispielsweise eine Verteilervorrichtung 86 angeordnet, um eine gleichmäßige Luftführung innerhalb des Lagerraums 84 von unten nach oben zu ermöglichen.For example, a distribution device 86 is arranged at the bottom of the storage room 84 in order to enable uniform air flow within the storage room 84 from bottom to top.

Nach Entnahme des energetisch entladenen Speichermaterials wird das Speichermaterial vorzugsweise möglichst gleichmäßig verteilt in die Lufttrocknungsvorrichtung 82 eingebracht. Der Luftaustausch wird so eingestellt, dass dem Speichermaterial ausreichend CO2 zugeführt wird, damit dieses innerhalb des Lagerzeitraums vollständig karbonatisiert wird. Anschließend wird das Speichermaterial abgeholt, z. B. zu dem Einspeicherort gebracht und damit der Stoffkreislauf geschlossen.After removing the energetically discharged storage material, the storage material is preferably introduced into the air drying device 82 in a distributed manner that is as evenly distributed as possible. The air exchange is adjusted so that sufficient CO 2 is supplied to the storage material so that it is completely carbonated within the storage period. The storage material is then collected, e.g. B. brought to the storage location and thus the material cycle is closed.

Zusammenfassend kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein äußerst vorteilhafter Kreislauf bereitgestellt werden, bei dem neben der energetischen Wärmenutzung eine beträchtliche Menge an CO2 aus der Atmosphäre abgeschieden werden kann. Das Verfahren erlaubt so eine Wärmeversorgung unter Nutzung erneuerbarer Energien mit saisonaler Speichermöglichkeit und gleichzeitig einer negativen CO2-Gesamtbilanz. Aufgrund des großen Wärmebedarfs, beispielsweise in Deutschland, besteht das Potenzial, große Mengen an CO2 aus der Umgebung abzuscheiden.In summary, the method according to the invention can provide an extremely advantageous circuit in which, in addition to the energetic use of heat, a considerable amount of CO 2 can be separated from the atmosphere. The process allows heat to be supplied using renewable energies with seasonal storage options and at the same time a negative overall CO 2 balance. Due to the high demand for heat, for example in Germany, there is the potential to capture large amounts of CO 2 from the environment.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102019125540 A1 [0003]DE 102019125540 A1 [0003]

Claims (20)

Verfahren zur Speicherung und/oder Abgabe von Energie, bei dem ein Speichermaterial als Energiespeicher dient, wobei zur Ausspeicherung von gespeicherter Energie aus dem Speichermaterial in einem Ausspeichervorgang (20), insbesondere einem Kalklöschvorgang, an einem Nutzungsort in einer Ausspeichervorrichtung (60) das Speichermaterial innerhalb eines Nutzungszeitraums unter Zugabe von Wasser von einem energetisch geladenen Zustand in einen energetisch entladenen Zustand umgewandelt wird und dabei Wärme (Q) zur energetischen Nutzung freigibt, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Regenerationsvorgang (30), insbesondere einem Karbonatisierungsvorgang, an einem Regenerationsort, insbesondere in einer Regenerationsvorrichtung (80), das Speichermaterial innerhalb eines Lagerzeitraums unter Zugabe von CO2 (14) zumindest nahezu vollständig von dem energetisch entladenen Zustand in einen regenerierten Zustand umgewandelt wird.Method for storing and/or discharging energy, in which a storage material serves as an energy storage device, wherein for the storage of stored energy from the storage material in a storage process (20), in particular a lime slaking process, at a place of use in a storage device (60), the storage material is inside of a period of use with the addition of water from an energetically charged state to an energetically discharged state and thereby releases heat (Q) for energetic use, characterized in that in a regeneration process (30), in particular a carbonation process, at a regeneration location, in particular in a regeneration device (80), the storage material is at least almost completely converted from the energetically discharged state into a regenerated state within a storage period with the addition of CO 2 (14). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Einspeichervorgang (10) zur Speicherung von Energie, insbesondere einem Kalkbrennvorgang, an einem Einspeicherort in einer Einspeichervorrichtung (40) das Speichermaterial innerhalb eines Einspeicherzeitraums unter Zufuhr von Wärmeenergie vorzugsweise vollständig von dem regenerierten Zustand in den energetisch geladenen Zustand umgewandelt wird, wobei bei der Umwandlung CO2 (14) freigesetzt wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that in a storage process (10) for storing energy, in particular a lime burning process, at a storage location in a storage device (40), the storage material is preferably completely converted from the regenerated state into the energetically charged state within a storage period with the supply of thermal energy is released during the conversion CO 2 (14). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Einspeichervorgang (10) die Wärmeenergie unter Umwandlung von in die Einspeichervorrichtung (40) eingespeister elektrischer Energie erzeugt wird.Procedure according to Claim 2 , characterized in that during the storage process (10) the thermal energy is generated by converting electrical energy fed into the storage device (40). Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das bei dem Einspeichervorgang (10) freigesetzte CO2 gesammelt und/oder komprimiert und vorzugsweise in einer Speichervorrichtung gespeichert wird.Procedure according to Claim 2 or 3 , characterized in that the CO 2 released during the storage process (10) is collected and/or compressed and preferably stored in a storage device. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Einspeichervorgang (10) dem Speichermaterial Wärmeenergie zur Erwärmung des Speichermaterials auf eine höhere Temperatur als der Reaktionstemperatur bei Umgebungsdruck zugeführt wird, z. B. auf eine Temperatur zur Reaktion bei einem Druck zwischen 2 bar und 20 bar, wobei der Druck während des Einspeichervorgangs erhöht ist.Procedure according to one of the Claims 2 until 4 , characterized in that during the storage process (10) thermal energy is supplied to the storage material to heat the storage material to a higher temperature than the reaction temperature at ambient pressure, e.g. B. to a temperature to react at a pressure between 2 bar and 20 bar, the pressure being increased during the storage process. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Regenerationsvorgang (30) CO2 (14) über die Umgebungsluft insbesondere bei Umgebungsbedingungen zugeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that during the regeneration process (30) CO 2 (14) is supplied via the ambient air, particularly under ambient conditions. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Regenerationsvorgang (30) eine derartige Menge an Luft zugeführt wird, dass die Umwandlung in den regenerierten Zustand innerhalb des Lagerzeitraums erfolgt.Procedure according to Claim 6 , characterized in that during the regeneration process (30) such an amount of air is supplied that the conversion to the regenerated state takes place within the storage period. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Ausspeichervorgang (20) das Wasser zur kontinuierlichen Wärmenutzung über jeweils einen Entnahmezeitraum derart zugegeben wird, dass das Temperaturniveau innerhalb der Ausspeichervorrichtung unter 100 °C beträgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the withdrawal process (20) the water is added for continuous heat utilization over a withdrawal period in such a way that the temperature level within the withdrawal device is below 100 ° C. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Ausspeichervorgang (20) das Speichermaterial nach dessen zumindest nahezu vollständiger Umwandlung aus der Ausspeichervorrichtung (60) an den Regenerationsort, insbesondere in die Regenerationsvorrichtung (80), transportiert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the storage process (20) the storage material is transported from the storage device (60) to the regeneration location, in particular into the regeneration device (80), after its at least almost complete conversion. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutzungszeitraum zumindest einen Tag, vorzugsweise zumindest eine Woche, beträgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the period of use is at least one day, preferably at least one week. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerzeitraum zumindest einen Tag, vorzugsweise zumindest eine Woche, beträgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the storage period is at least one day, preferably at least one week. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Einspeicherzeitraum kürzer als oder gleich lang ist wie der Nutzungszeitraum.Procedure according to one of the Claims 2 until 11 , characterized in that the storage period is shorter than or the same as the period of use. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Einspeichervorrichtung (40) eine größere Menge an Speichermaterial pro Zeiteinheit, z. B. mindestens die doppelte Menge, vorzugsweise mindestens die zehnfache Menge, von dem regenerierten Zustand in den energetisch geladenen Zustand umgewandelt werden kann, als in der Ausspeichervorrichtung (60) von dem energetisch geladenen Zustand in den energetisch entladenen Zustand umgewandelt wird.Procedure according to one of the Claims 2 until 12 , characterized in that in the storage device (40) a larger amount of storage material per unit of time, e.g. B. at least twice the amount, preferably at least ten times the amount, can be converted from the regenerated state into the energetically charged state than is converted from the energetically charged state to the energetically discharged state in the storage device (60). Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einspeichervorgang (10) das Speichermaterial an die Ausspeichervorrichtung (60) transportiert wird und/oder dass nach dem Ausspeichervorgang (20) das Speichermaterial an die Regenerationsvorrichtung (80) transportiert wird und/oder dass nach dem Regenerationsvorgang (30) das Speichermaterial an die Einspeichervorrichtung (40) transportiert wird.Procedure according to one of the Claims 2 until 13 , characterized in that after the storage process (10) the storage material is transported to the storage device (60) and/or that after the storage process (20) the storage material is transported to the regeneration device (80) and/or that after the regeneration process (30), the storage material is transported to the storage device (40). Speichersystem (1) zur Speicherung und/oder Abgabe von Energie, das insbesondere dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen, umfassend zumindest - eine Ausspeichervorrichtung (60) zur Durchführung eines Ausspeichervorgangs (20), insbesondere eines Kalklöschvorgangs, bei dem das Speichermaterial innerhalb eines Nutzungszeitraums unter Zugabe von Wasser als Edukt von einem energetisch geladenen Zustand in einen energetisch entladenen Zustand umgewandelt wird und dabei Wärme (Q) zur energetischen Nutzung freigibt und - eine Regenerationsvorrichtung (80) zur Durchführung eines Regenerationsvorgangs (30), insbesondere eines Karbonatisierungsvorgangs, umfasst, bei dem das Speichermaterial innerhalb eines Lagerzeitraums unter Zugabe von CO2 (14) von dem energetisch entladenen Zustand in einen regenerierten Zustand umgewandelt wird.Storage system (1) for storing and/or releasing energy, which is in particular designed to carry out a method according to one of the preceding claims, comprising at least - one withdrawal device (60) for carrying out a withdrawal process (20), in particular a lime slaking process, in which the storage material is converted from an energetically charged state to an energetically discharged state within a period of use with the addition of water as starting material and thereby releases heat (Q) for energetic use and - a regeneration device (80) for carrying out a regeneration process (30), in particular one Carbonation process, in which the storage material is converted from the energetically discharged state into a regenerated state within a storage period with the addition of CO 2 (14). Speichersystem (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichersystem (1) weiterhin eine Einspeichervorrichtung (40) zur Durchführung eines Einspeichervorgangs (10), insbesondere eines Kalkbrennvorgangs, umfasst, bei dem ein Speichermaterial innerhalb eines Einspeicherzeitraums unter Zufuhr von Wärmeenergie von dem regenerierten Zustand in den energetisch geladenen Zustand umgewandelt wird, wobei bei der Umwandlung CO2 (14) freigesetzt wird.Storage system (1). Claim 15 , characterized in that the storage system (1) further comprises a storage device (40) for carrying out a storage process (10), in particular a lime burning process, in which a storage material is moved from the regenerated state to the energetically charged state within a storage period with the supply of thermal energy is converted, with CO 2 (14) being released during the conversion. Speichersystem (1) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspeichervorrichtung (40) eine elektrische Heizeinrichtung (48), insbesondere ein Induktionsheizelement, umfasst.Storage system (1). Claim 15 or 16 , characterized in that the storage device (40) comprises an electrical heating device (48), in particular an induction heating element. Speichersystem (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspeichervorrichtung (40) als Schneckenreaktor (42) ausgebildet ist.Storage system (1) according to one of the Claims 15 until 17 , characterized in that the storage device (40) is designed as a screw reactor (42). Speichersystem (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausspeichervorrichtung (60) als Mischvorrichtung (62) umfassend ein in einem Reaktionsraum (66) angeordnetes Mischelement (64) ausgebildet ist.Storage system (1) according to one of the Claims 15 until 18 , characterized in that the discharge device (60) is designed as a mixing device (62) comprising a mixing element (64) arranged in a reaction space (66). Speichersystem (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Regenerationsvorrichtung (80) als Lufttrocknungsvorrichtung (82) umfassend einen Lagerraum (84) ausgebildet ist und/oder eine Luft-Fördereinrichtung und/oder eine dampfdurchlässige Abdeckung umfasst.Storage system (1) according to one of the Claims 15 until 19 , characterized in that the regeneration device (80) is designed as an air drying device (82) comprising a storage space (84) and / or comprises an air conveying device and / or a vapor-permeable cover.
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