Thermische Wärmespeicher bieten im Gegensatz zu sensiblen und latenten Wärmespeichern deutlich höhere Wärmespeicherkapazitäten und sind dabei sehr preisgünstig. Sie halten ein gleichbleibendes Temperaturniveau, können Wärme nahezu verlustfrei speichern und werden aus Materialien gebaut, für die keine Rohstoffknappheit besteht, da entsprechend geeignete Materialien in der Natur sehr häufig und in der Industrie oft als Abfallstoffe auftreten.
Zu den Pionieren, die die Vorteile der thermischen Speicher nutzen will, zählt nun der Energiekonzern Eni, der sich darauf einlässt, den neuartigen Energiespeicher von EnergyNest in einer industriellen Produktionsstätte zu nutzen. Im Gela-Projekt wird die thermische Batterie von EnergyNest zwischen eine bestehende solarthermische Anlage und eine Dampfturbine zur Stromerzeugung geschaltet.
Die thermische Batterie wird während des Tages Solarwärme erzeugen und in der Thermischen Batterie von EnergyNest speichern. In den Nachtstunden gibt die Thermische Batterie von EnergyNest diese Wärme für die Erzeugung von Dampfstrom ab, der bis dato durch die Verbrennung fossiler Kraftstoffe gewonnen wurde. Das verringert den CO2-Schuhabdruck des Stromherstellers deutlich. Die speicherbetriebene Anlage soll in der zweiten Jahreshälfte 2020 in Betrieb gehen und 60 Tonnen CO2 pro Jahr einsparen. Folgeprojekte mit deutlich größeren Thermischen Batterien sind geplant.
Thermische Batterien von EnergyNest basieren auf einem 20-Fuß-Containerdesign (6x2,4x2,4 Meter), sind modular, frei skalierbar und umweltfreundlich. Das Speichermedium ist der Hochleistungsbeton Heatcrete®, dessen Eigenschaften extreme Wärmeleitfähigkeit und Hitzekapazität, Robustheit und eine Lebensdauer von 30 bis 50 Jahren sind. Eine Pilotanlage in der Zukunftsstadt Masdar City (Abu Dhabi) wurde über mehrere Jahre erfolgreich getestet und 2017 extern validiert. 2018 wurde in Rotterdam ein Fertigungsstandort für die Produktion eingeweiht.
In Hamburg-Altenwerder wurde am 25.06.2019 ein fasst rund 1.000 Tonnen Vulkangestein fassender elektrothermischer Energiespeicher (ETES) in Betrieb genommen, der Strom mittels einer Widerstandsheizung und eines Gebläses in einen Heißluftstrom umwandelt, der das Gestein auf 750 °C aufheizt. Bei Nachfragespitzen kann ETES die gespeicherte Energie mithilfe einer Dampfturbine rückverstromen. Der ETES Demonstrator von Siemens Gamesa Renewable Energy (SGRE) kann so bis zu 130 MWh thermische Energie für rund eine Woche speichern. Zudem bleibt die Speicherkapazität des Systems über die Ladezyklen hinweg konstant.
Das Konzept thermischer Speicher ist aber auch in kleineren Anwendungen denkbar. Forscher der Leuphana Universität Lüneburg haben 2014 eine kühlschrankgroße thermische Batterie für Ein- und Mehrfamilienhaushalte entwickelt, die verlustarm etwa 80 Kilowattstunden Energie über praktisch beliebig lange Zeiträume speichert. Die Batterie eignet sich für die Hausanwendung zur Speicherung der Abwärme aus einem Mini-Blockheizkraftwerk, um eine Stromproduktion vom Wärmebedarf zu entkoppeln oder Sonnenenergie aus Solaranlagen.
