INTERSTORES

Die EU strebt eine rasche Dekarbonisierung des Energiesektors durch das Fit for 55-Paket, den RePowerEU-Plan und den Green Deal an. Großspeichertechnologien zur saisonalen thermischen Energiespeicherung (sTES) (z. B. Becken, Kavernen) können die Bemühungen unterstützen, indem sie die Nutzung fluktuierender Wärmequellen verbessern. INTERSTORES wird sich diesen Herausforderungen stellen und die Dekarbonisierung durch die Anwendung fortschrittlicher sTES-Technologien beschleunigen.

Das übergeordnete Ziel von INTERSTORES ist die Demonstration und Umsetzung zweier innovativer sTES-Lösungen (Wiederverwendung alter Becken, unterirdische Kavernen) und die Validierung der Nutzung als Mehrzweck-sTES an den Demostandorten. INTERSTORES zielt darauf ab, die Nachhaltigkeit zu verbessern, indem kosteneffiziente, recycelte Isoliermaterialien verwendet werden, der Einsatz erneuerbarer Energien erhöht wird und herkömmlicher Spritzbeton ersetzt wird. Der Haupteffekt wird in der Senkung der Investitionskosten, des Energiebedarfs, der Verringerung der CO₂-Emissionen und der Umwelt- und Bodenbelastung gesehen.

Factsheet

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Haupterkenntnisse

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Die Demonstration und Implementierung innovativer sTES-Lösungen im Rahmen von INTERSTORES zeigt ein großes Potenzial zur Verbesserung der Nachhaltigkeit von Energiesystemen.

Insbesondere tragen der Einsatz kosteneffizienter, recycelter Dämmmaterialien sowie die verstärkte Nutzung erneuerbarer Energien zur Reduktion von Investitionskosten und Energiebedarf bei.

Darüber hinaus zeigt sich eine signifikante Verringerung von CO₂-Emissionen sowie des ökologischen und bodenbezogenen Fußabdrucks.

Überblick

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Das INTERSTORES-Konsortium versucht, die hohen Kapitalkosten durch die Wiederverwendung von Infrastrukturen zu überwinden, die zuvor anderen Zwecken dienten und nun in eine renovierte, kostengünstige unterirdische sTES-Anlage (Reno-sTES, DE) umgewandelt werden können, indem die Effizienz gesteigert und die Grundsätze der Kreislaufwirtschaft, die Verringerung der Umweltauswirkungen und der Landnutzung gefördert werden.

Die andere Richtung, die wir ins Auge fassen, ist die Einsparung von Kapitalkosten für die Entwicklung neuer sTES durch die Nutzung natürlicher Umgebungen wie Kavernen, die in dichten Felsformationen möglich sind. INTERSTORES wird den weltweit größten thermischen Energiespeicher in Felskavernen (Giga-CTES, FI) integrieren.

Projektziele

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Während der geplanten 48 Monate des Projekts wird die an zwei bedeutenden Demostandorten in Finnland und Deutschland eingesetzte Technologie vollständig realisiert und in Energiesystemen integriert.

1. Reno-sTES & Giga-CTES

   Entwicklung eines Verfahrens zur Umwandlung von wiederverwendeter Infrastruktur in saisonale thermische Energiespeicher und Ermöglichung der sicheren Realisierung und Integration großflächiger thermischer Energiespeicher in Höhlen.

2. Umwelt

   Verstehen und optimieren Sie die Umweltvorteile von wiederverwendeter Infrastruktur (Reno-sTES) und großflächiger thermischer Energiespeicherung in Höhlen (Giga-CTES).

3. Leistung

   Verbesserung der Leistung durch die Kombination mehrerer Speichereinheiten und durch die Integration verschiedener Quellen und Senken.

4. Markt

   Demonstration von zwei marktkonkurrierbaren, reproduzierbaren saisonalen thermischen Energiespeicherlösungen.

Projektpartner

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• MARTIN-LUTHER-UNIVERSITAT HALLE-WITTENBERG (Projektkoordinator)
• AIT Austrian Institute of Technology GmbH
• E.ON UK Infrastructure Services Limited
• Stichting Global Energiesprong Alliance
• GREENFLEX
• GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS
• FACHHOCHSCHULE ZENTRALSCHWEIZ - HOCHSCHULE LUCH
• IN-Campus GmbH
• INOSENS DOO NOVI SAD
• Planungsgruppe M+M AG
• TECHNISCHE HOCHSCHULE INGOLSTADT
• VANTAAN ENERGIA OY
• TEKNOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS VTT OY
• WIZ DEVELOPMENT & SERVICES SRL

Weitere Informationen

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• Projekthomepage: interstores.eu
• AIT Projektinformationen: www.ait.ac.at

Förderhinweis

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INTERSTORES wird von der Europäischen Union gefördert. Die geäußerten Ansichten und Meinungen entsprechen jedoch aussschließlich denen der Autorinnen und Autoren und spiegeln nicht unbedingt die der Europäischen Union oder der Exekutivagentur für die Forschung wider. Weder die Europäische Union noch die Förderstelle übernehmen dafür Verantwortung

Arbeitspakete & Deliverables

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Die Projektziele werden mithilfe von vier dedizierten Arbeitspaketen innerhalb des Projekts erreicht, die auf Folgendes abzielen:

1. Arbeitspaket 1

   Lead: MLU

   Projektmanagment

   Aufgaben
   

   • Sicherstellung einer qualitativ hochwertigen Projektumsetzung durch effektive Koordination aller Projektpartner und externen Akteure
   • Organisation und Durchführung des administrativen sowie finanziellen Projektmanagements, einschließlich Budgetkontrolle und Reporting
   • Entwicklung und Umsetzung eines Data-Management-Plans sowie Aufbau und Pflege einer zentralen Projektdatenbank
   • Kontinuierliche Überwachung des Projektfortschritts, einschließlich Tracking von Meilensteinen und Deliverables
   • Koordination der internen und externen Kommunikation zwischen den Projektpartnern sowie mit der Europäischen Kommission
   • Durchführung regelmäßiger Meetings (virtuell und vor Ort) zur Abstimmung, Wissensaustausch und Sicherstellung der Zusammenarbeit
   • Sicherstellung der Qualität aller Projektergebnisse durch geeignete Qualitätsmanagementprozesse
   • Identifikation, Bewertung und Minimierung von Projektrisiken sowie Anpassung von Maßnahmen bei Bedarf

   Deliverables
   D1.1 Data Management Plan & Projektdatenplan
   
2. Arbeitspaket 2

   Lead: PGM

   Demonstratoren

   Aufgaben
   

   • Charakterisierung und Vorbereitung der Demonstrationsstandorte (inkl. Datenerhebung zu Energieflüssen, Materialien und Standortbedingungen)
   • Entwicklung und Implementierung von Monitoring-Systemen zur automatisierten Datenerfassung und Analyse
   • Durchführung von Bau-, Installations- und Integrationsmaßnahmen für sTES-Systeme
   • Betrieb, Überwachung und Validierung der Demonstrationsanlagen unter realen Bedingungen
   • Analyse der Systemleistung (z. B. Temperatur, Druck, Energieflüsse) und Optimierung des Betriebs
   • Bewertung der technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Performance der Systeme
   • Ableitung von Erkenntnissen und Benchmarks für die Übertragbarkeit auf andere Standorte

   Deliverables
   D2.1 Demonstrationsberichte
3. Arbeitspaket 3

   Lead: AIT

   Speichertchnologien

   Aufgaben
   

   • Weiterentwicklung und Optimierung von Materialien und Komponenten für saisonale thermische Energiespeicher (sTES)
   • Untersuchung von Wärme- und Stofftransport sowie Materialverhalten unter verschiedenen Betriebsbedingungen
   • Entwicklung und Analyse von Lade- und Entladestrategien sowie technischen Konfigurationen der Speichersysteme
   • Charakterisierung des Untergrunds und Aufbau von geologischen und thermischen Modellen
   • Durchführung von Simulationen zur Beschreibung des Systemverhaltens und zur Leistungsbewertung
   • Entwicklung von Modellen und KI-basierten Methoden zur Optimierung des Systembetriebs
   • Validierung und Kalibrierung der Modelle anhand von Messdaten
   • Bewertung der technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Performance
   • Ableitung von optimalen Betriebsstrategien und Übertragbarkeit auf andere Standorte

   Deliverables
   D3.1 Materialien und Methoden für sTES-Systeme
   D3.2 Szenarien zur Übertragung von sTES-Technologien
4. Arbeitspaket 4

   Lead: HLU

   Systemintegration

   Aufgaben
   

   • Entwicklung und Kalibrierung von Energiesystemmodellen basierend auf realen Betriebs- und Messdaten
   • Integration von Wärmequellen, -senken und Speichersystemen in ganzheitliche Energiesystemmodelle
   • Aufbau und Anwendung eines digitalen Zwillings zur Simulation und Vorhersage der Systemleistung
   • Durchführung von Szenarioanalysen zur Bewertung von Systemverhalten und Optimierungspotenzialen
   • Entwicklung und Implementierung von Steuerungsstrategien für sTES-Systeme
   • Optimierung des Lade- und Entladeverhaltens sowie der Systemintegration in bestehende Energiestrukturen
   • Analyse verschiedener Betriebsmodi und deren Einfluss auf Effizienz, Kosten und Stabilität
   • Validierung der Modelle und Regelungsstrategien anhand von Demonstrationsdaten
   • Übertragung und Anpassung der Lösungen auf verschiedene Standorte und Energiesysteme

   Deliverables
   D4.1 Digitaler Zwilling und Benchmarking
   D4.2 Steuerungsstrategien für Energiesysteme
   D4.3 Optimale Integration und Flexibilisierung von sTES-Systemen
5. Arbeitspaket 5

   Lead: MLU

   Umweltwirkungen und Nachhaltigkeit

   Aufgaben
   

   • Analyse und Bewertung der Umweltauswirkungen von sTES-Systemen auf lokaler und globaler Ebene
   • Untersuchung von Umweltwirkungen über den gesamten Lebenszyklus (Planung, Bau, Betrieb und Rückbau)
   • Identifikation und Nutzung von Umwelt-Synergien zur Reduktion von Emissionen und Ressourcenverbrauch
   • Modellierung von Umweltinteraktionen, insbesondere mit Boden, Grundwasser und Umgebung
   • Analyse von Energieverlusten und deren Auswirkungen auf die Umwelt
   • Durchführung von Life-Cycle-Assessments (LCA) zur Bewertung der Nachhaltigkeit
   • Bewertung langfristiger Umweltauswirkungen und Einfluss von Klimaveränderungen

   Deliverables
   D5.1 Umwelt-Synergien und Optimierungspotenziale
   D5.2 Bewertung der Umweltauswirkungen
6. Arbeitspaket 6

   Lead: GFX

   Marktanalyse und Verwertung

   Aufgaben
   

   • Entwicklung von Verwertungsstrategien für Projektergebnisse und Innovationen
   • Erstellung von Businessplänen und wirtschaftlichen Analysen für sTES-Anwendungen
   • Bewertung von Marktpotenzialen auf lokaler, nationaler und europäischer Ebene
   • Analyse von Anwendungsfeldern und Einsatzmöglichkeiten saisonaler Energiespeicher
   • Identifikation geeigneter Standorte und Bewertung räumlicher Potenziale
   • Bewertung wirtschaftlicher Risiken und Durchführung von SWOT-Analysen
   • Entwicklung von Finanzierungs- und Investitionsstrategien

   Deliverables
   D6.1 Verwertungs- und IPR-Managementplan
   D6.2 Markt- und Potenzialanalyse
   D6.3 Leitfaden für sTES-Projekte
   D6.4 Endnutzer-Software zur Projektplanung
7. Arbeitspaket 7

   Lead: INO

   Kommunikation, Dissemination und Outreach

   Aufgaben
   

   • Entwicklung und Umsetzung einer Kommunikations- und Disseminationsstrategie
   • Erstellung und Pflege von Website, Social-Media-Kanälen und digitalen Inhalten
   • Definition von Zielgruppen sowie Anpassung der Kommunikationsmaßnahmen an deren Bedürfnisse
   • Organisation und Durchführung von Veranstaltungen, Workshops und Konferenzen
   • Aufbau eines Netzwerks zur Verbreitung der Projektergebnisse
   • Durchführung von Schulungen und Capacity-Building-Maßnahmen

   Deliverables
   D7.1 Disseminations- und Kommunikationsplan
   D7.2 Politische Leitlinien und Empfehlungen

Einblicke

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1. Projektstart

   01.01.2024
2. Digitale Zwillinge für saisonale Speicher

   Im Projekt INTERSTORES werden Digitale Zwillinge eingesetzt, um das thermische Verhalten großer saisonaler Wärmespeicher realitätsnah abzubilden. Mithilfe gekoppelter Simulationsmodelle lassen sich Lade- und Entladeprozesse über den gesamten Jahresverlauf hinweg präzise analysieren. So können Betriebsstrategien unter realen Bedingungen getestet und kontinuierlich optimiert werden, wodurch Energieverluste gezielt reduziert und die Effizienz der Langzeitspeicherung deutlich gesteigert wird, ohne in den realen Betrieb eingreifen zu müssen..
3. Demonstration und Validierung an realen Standorten

   Ein zentraler Bestandteil des Projekts ist die Umsetzung und das Monitoring an europäischen Demonstrationsstandorten. Dort werden reale Betriebsdaten kontinuierlich erfasst und mit den entwickelten Simulationsmodellen abgeglichen. Diese Rückkopplung ermöglicht es, Modelle unter realen Klimabedingungen zu validieren und gezielt weiterzuentwickeln. Abweichungen können frühzeitig erkannt und die Systemperformance unter Praxisbedingungen zuverlässig bewertet werden.
4. Sektorübergreifende Systemintegration

   INTERSTORES untersucht die Integration saisonaler Wärmespeicher in komplexe Energiesysteme. Dabei werden Verbraucher, Erzeuger (z. B. Industrieabwärme oder Solarthermie) und Speicher systematisch miteinander verknüpft. Durch intelligente Regelungsstrategien können Energieflüsse in Echtzeit aufeinander abgestimmt werden. So entsteht ein flexibles Gesamtsystem, das Lastspitzen ausgleicht, erneuerbare Energie optimal nutzt und eine stabile, CO₂-arme Wärmeversorgung ermöglicht.