Hochleistungsbeton für die Wärmewende

Im Forschungsprojekt „HighCon“ entwickelten die ACR-Institute AEE INTEC, BTI und VÖZ einen spezialisierten Hochleistungsbeton für unterirdische Großwasserwärmespeicher. Mit Volumen von 100 bis mehreren 100.000 Kubikmetern ermöglichen diese eine nachhaltige Energieversorgung für Städte, Siedlungen und Produktionsbetriebe.

Die Zeit drängt, wenn es um das Erreichen der Klimaziele geht und damit die Energiewende gelingen kann, braucht es vor allem innovative Speichermöglichkeiten. „Die Umstellung auf nachhaltige, aber volatile Energieträger erfordert eine Anpassung  des Energiesystems, das heißt ein räumlicher und zeitlicher Ausgleich zwischen Erzeugungs- und Bedarfsspitzen muss hergestellt werden, zum Beispiel zwischen Sommer und Winter“, so Elisabeth Lachner, Projektleiterin bei AEE INTEC und weiter: „Ein wichtiger Teil dieses Ausgleichs ist der Wärmespeicher, der essenziell für die Wärmewende ist.“

Im Projekt „HighCon“ haben sich die ACR-Institute AEE INTEC, BTI und VÖZ dabei eines besonders kritischen Aspekts angenommen: Der Abdichtung von unterirdischen Großwasserwärmespeichern. Derzeit werden vor allem Kunststoff- und Edelstahlauskleidungen eingesetzt, die beide hohe Kosten mit sich bringen. So sind die Polymerabdichtungen zwar günstig in der Herstellung, halten den hydrogeologischen Kräften und den hohen Temperaturen aber nicht lange stand. Edelstahlauskleidungen wiederum bringen erhebliche Material- und Herstellungskosten mit sich, bieten auf längere Sicht aber ebenfalls keine Sicherheit. „Die Kostensenkung bei der Errichtung von Speichern ist eines unserer zentralen Forschungsziele“, so Gerald Zotter, Leiter der Arbeitsgruppe Thermische Energiespeicher bei AEE INTEC. „Denn nur ökonomisch darstellbare Systeme werden tatsächlich umgesetzt – und können damit auch ihr ökologisches Potenzial voll ausschöpfen.“

a Luftaufnahme von einem Großwasserwärmspeicher in Idahoe
b Betonteile für unterirdischen Wasserspeicher

„HighCon ist ein großer Baustein in der regionalen Wertschöpfung bei der Errichtung von Wärmespeichern.“

Elisabeth Lachner, Projektleiterin bei AEE INTEC

Mit der Entwicklung von heißwasseroptimierten Hochleistungsbetonrezepturen haben die Forscher*innen hinter „HighCon“ wissenschaftliches Neuland betreten und die durchgeführten Betriebs- und Belastungsprüfungen geben dem Projektteam Recht. Wo bisher kostenintensive Edelstahlauskleidungen zum Einsatz kamen, können damit zukünftig innovative Betonmischungen Anwendung finden. Sie sind nicht nur günstiger und nicht so klimaschädlich in der Herstellung, sondern auch weniger anfällig für Risse und damit Betriebsausfälle. Letzteres wird unter anderem durch eine thermische Nachbehandlung des Betons sichergestellt, die seine Festigkeit und Dauerhaftigkeit signifikant verbessert. Nachweisen konnten die Forscher*innen auch, dass zwischen dem Beton und dem Speicherwasser keine schädlichen Wechselwirkungen auftreten, was die Eignung der neuen Rezeptur weiter stärkt.

„HighCon ist ein großer Baustein in der regionalen Wertschöpfung bei der Errichtung von Wärmespeichern“, zeigt sich Elisabeth Lachner überzeugt. Die Rezeptur lässt sich mit herkömmlichen Betonerzeugungsgeräten realisieren und stellt damit auch für KMU eine willkommene, umweltfreundliche Alternative zu Edelstahlauskleidungen dar. Auch wenn der Weg zum Ziel noch ein weiter sein mag, ist man der Wärmewende mit „HighCon“ einen entscheidenden Schritt nähergekommen.