Wärmespeicherung ohne Degradation klingt wie eine Marketingaussage. Sie ist jedoch eine direkte Folge der gewählten Technik: Eine Lithiumbatterie liefert nach zehn Jahren weniger Energie zurück als am ersten Tag. Ein PCM, das hunderte Male geschmolzen und erstarrt ist, verliert durch Unterkühlung und Phasentrennung einen Teil seiner Kapazität. Ein Salzspeicher, der fünfzig Jahre lang erwärmt und wieder abgekühlt wird, tut das am achtzehntausendsten Tag noch genau wie am ersten. Dieser Unterschied bekommt in den meisten Speichervergleichen wenig Aufmerksamkeit, obwohl er den Business Case über einen langen Zeitraum umkehren kann.
Was ist Degradation genau?
Degradation ist der allmähliche Verlust von Speicherkapazität durch Nutzung. Bei einer Lithiumbatterie entsteht das durch chemische Nebenreaktionen bei jedem Lade- und Entladezyklus: Die Elektroden verschleißen, der Innenwiderstand steigt, und Hersteller garantieren daher oft nur etwa 70-80% der ursprünglichen Kapazität nach acht bis zehn Jahren. Bei Phasenwechselmaterialien (PCM) spielt ein anderer Mechanismus eine Rolle: Nach hunderten Schmelz- und Erstarrungszyklen tritt Unterkühlung auf — das Material kühlt unter seinen Erstarrungspunkt ab, bevor es tatsächlich erstarrt — sowie Phasentrennung, bei der sich die Bestandteile des Gemischs voneinander trennen. Die Folge: Die effektive latente Wärme nimmt ab, meist erkennbar an einer allmählichen Abnahme der Wärmemenge, die das Material pro Zyklus noch abgeben kann.
Warum degradiert ein Salzspeicher nicht?
Caldum speichert Wärme: Das Material — je nach Ausführung ein Salzgemisch oder Erz — wird wärmer oder kälter, ohne zu schmelzen oder zu erstarren und ohne chemische Reaktion. Es gibt keine Elektrode, die korrodiert, keinen Elektrolyten, der austrocknet, und die feste Form des Materials bleibt auch nach tausenden Zyklen intakt. Erwärmen und Abkühlen einer festen Masse ist ein rein physikalischer Vorgang: Solange das Material nicht schmilzt, sich nicht zersetzt oder der Behälter nicht korrodiert, bleibt die Speicherkapazität konstant. Das ist auch die Grundlage für die Lebensdauer von 50+ Jahren, die Caldum ohne Degradation erreicht.
Was kostet Degradation in der Praxis?
Bei Batterien und PCM-Systemen wird Degradation selten in die erste Amortisationsrechnung einbezogen, obwohl sie den tatsächlichen Business Case erheblich verändern kann. Ein System, das am ersten Tag 100 kWh speichert, aber nach zehn Jahren nur noch 75 kWh, muss von Anfang an großzügiger dimensioniert werden, um am Ende der Lebensdauer noch ausreichend Kapazität zu bieten — oder es muss unterwegs erweitert oder ersetzt werden. Bei thermischer Speicherung mit einem Salzspeicher spielt das keine Rolle: Die Dimensionierung, die man am ersten Tag festlegt, muss über die Jahre nicht wegen Kapazitätsverlust korrigiert werden.
Gibt es dann überhaupt keinen Verschleiß?
Das Speichermedium selbst verschleißt nicht. Ein Speicher besteht jedoch aus mehr als nur Salz oder Erz. Die Isolierung um den Behälter und die Wärmetauscher sind über Jahrzehnte großen Temperaturschwankungen ausgesetzt, was ein sorgfältiges Design erfordert — ein Thema, das wir in unserem Artikel über die richtige Dimensionierung eines Wärmespeichers ausführlicher behandeln. Der Unterschied zu einer Batterie oder einem PCM-System: Wartung betrifft hier die Konstruktion. Das Speichermedium selbst brennt sich nicht langsam auf. Ein Isolierpaneel lässt sich bei Bedarf ersetzen; der Kern des Systems muss das nicht.
Für wen ist das relevant?
Das wiegt am schwersten bei Investitionen mit langem Zeithorizont: Wohnungsbaugesellschaften, die in Jahrzehnten planen, Gewerbegebäude mit einer Abschreibungsdauer von 20 bis 30 Jahren, und Privatpersonen, die nicht in zehn Jahren ein neues System kaufen möchten. Je länger der Investitionshorizont, desto stärker schlägt Degradation bei den tatsächlichen Kosten pro gespeicherter kWh zu Buche. Beim Vergleich von Angeboten lohnt es sich daher zu fragen, wie viel Kapazität ein System am Ende der Abschreibungsdauer voraussichtlich noch hat. Der Preis pro kWh am ersten Tag erzählt nur die halbe Geschichte. Bei einem Salzspeicher ist die Antwort auf diese Frage einfach und eindeutig: genauso viel wie am ersten Tag, unabhängig davon, wie viele Jahre das System schon läuft.
Was ausbleibende Degradation für Lebensdauer, Abschreibung und Business Case bedeutet, steht in Fünfzig Jahre ohne Degradation: was Lebensdauer wirklich bedeutet.