Heizen mit Kalk? Wie geht denn geht das?

Kalk ist eines der am häufigsten vorkommenden Sedimentgesteine / © Rudi und Peter Skitterians für Pixabay

von Andreas Cattarius, Gebäudeenergieberater (HWK)

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) vermeldet eine neuartige Entwicklung in Bezug auf klimaneutrale Heizungssysteme: Der thermochemische Kalkspeicher. Basis dieses Wärmespeichers sei Calciumoxid (Branntkalk) das unter Zugabe von Wasser mit einer starken Wärmeentwicklung reagiert …

Ohne nennenswerte Energieverluste

Ein Kalkspeicher, der ungebrannten Kalk über Monate speichern kann, eignet sich hervorragend als saisonaler Energiespeicher. Dieses thermochemische Speichersystem käme nahezu ohne Wärmeverluste aus und ließe sich, dank seiner Speichermöglichkeit, dann bestens in der winterlichen Heizperiode nutzen. Das jedenfalls berichtet Prof. Karsten Lemmer, Mitglied des DLR-Vorstandes für Innovation, Transfer und wissenschaftliche Infrastrukturen.

Zur Zeit arbeitet das DLR noch verstärkt an verschiedenen Speichertechnologien. Ziel sei es, bis 2023 zur Marktreife zu gelangen und für den Einsatz in der Baubranche bereit zu stehen. Energiespeicher einer nachhaltigen potenziellen Heizenergie wäre daher ein innovatives Mittel, das erklärte Ziel unserer Regierung, 2050 klimaneutral zu werden, erreichbar zu machen.

Über 80% unseres Energiebedarfs wird heute für´s Heizen und Warmwasser aufgewendet. Und dieser Energiebedarf wird vor allem immer noch mit fossilen Brennstoffen gedeckt! Es gibt zwar zunehmend Wärmepumpen und Solarthermie, doch im Winter muss der Wärmebedarf oftmals mit zusätzlichen Installationen gewährleistet werden. Thermochemische Langzeitspeicher könnten diese Anlagen klimaneutral übernehmen.

Doch wie funktioniert das nun? Das Heizen mit Kalk?

Die Idee dahinter: die enorme Wärmeentwicklung, wenn Calciumoxid mit Wasser in Berührung kommt. In einer Mischkammer reagiert Calciumoxid mit Wasser zu sog. gelöschtem Kalk. Die dabei entstehende Wärme von über 100°C wird in das Rohrleitungssystem des Heizkreislaufs abgeführt – das Haus erwärmt sich und Warmwasserspeicher werden erhitzt.

Der gelöschte Kalk (Calciumhydroxid ) könnte dann theoretisch durch einen erneuten Brennvorgang (bei ca. 400°C) wieder zu Calciumoxid gebrannt werden und der Brennstoff ist wieder verfügbar …

Pilotanlage Kalkspeicher / © DLR

Aber es entsteht doch CO₂ bei der Herstellung von Branntkalk?

Dazu schrieb mir Dr.-Ing. Matthias Schmidt, Projektleiter für die Entwicklung der Pilotanlage: „Es handelt sich hierbei um zwei verschiedene Prozesse. CO₂ wird beim Brennvorgang von Calciumcarbonat (Kalkstein) und bei Temperaturen über 800 °C freigesetzt. Das ist nur der erste Schritt wenn das Gestein aus der Natur gewonnen wird.“

Weiter führt er aus: „Doch zum Speichern verwenden wir nur die Hydratisierung / Dehydratisierung, also die Reaktion von Calciumoxid mit Wasserdampf zu Calciumhydroxid (gelöschter Kalk). Beim Speicherprozess ist also kein CO₂ beteiligt und wird auch nicht frei gesetzt.“

Technischer Kalkkreislauf mit den drei beteiligten chemischen Stoffänderungen / © Wikipedia

Und wenn der gelöschte Kalk nicht mehr gebraucht wird dann kann er „nach der Verwendung des Speichermaterials als Calciumhydroxid wieder dem Erdreich zugefügt werden (bspw. auch im Einsatz als Dünger). Dazu nimmt es das im ersten Prozessschritt einmalig emittierte CO₂ wieder auf und reagiert wieder zu kohlensaurem Kalk (CaCO₃). Der Kreislauf schließt sich und das CO₂ ist wieder gebunden.“ Es ist also ein klimaneutraler Heizvorgang.

Fazit

Zur Herstellung dieser Wärmeenergie ist natürlich Strom nötig. Also empfiehlt sich eine Photovoltaikanlage wenn Ihr diese Technologie nutzen wollt. Auch für eine erneute Umwandlung zu Branntkalk brauchen wir Strom. Doch da Branntkalk ein Speichermedium darstellt, kann er erzeugt werden, wenn die Sonneneinstrahlung am größten ist und die PV-Anlage viel Strom produziert.