Betonblöcke speichern im Sommer Sonnenenergie und geben im Winter Wärme ab – ohne dass weitere Energie zugefügt werden muss. Ein Prototyp läuft testeshalber in der Schweiz.
Beton ist das beliebteste Baumaterial der Welt. Pro Jahr werden weltweit zwischen 20 und 30 Mrd. Tonnen verbaut. Ein Projekt der Empa zeigt nun: Beton kann als saisonaler Wärmespeicher dienen. Da sommerliche Wärme im Überfluss vorhanden ist, gibt es schon seit längerer Zeit Bestrebungen, sie für den Winter zu speichern. Bisher war Wasser das Speichermedium der Wahl. Die Empa-Forscher Josef Kaufmann und Frank Winnefeld suchten nach einer anderen Lösung. Um möglichst viel Wärme speichern zu können, muss der Beton möglichst viel Ettringit enthalten, das grosse Mengen von Wasser bindet. Das ist allerdings nur mit Spezial-Zement machbar, etwa mit Calcium-Sulfoaluminat-Zement (CSA), der bereits in China verbaut wird und bis zu 80 Prozent Ettringit bilden kann.
Kaufmann und Winnefeld stellten also Bauteile aus Beton mit CSA-Zement her, die von Heizschlangen durchzogen sind. Wird der Block im Sommer zum Beispiel mit Hilfe von Sonnenkollektoren wie im Testgebäude in Seelisberg UR auf 80 °C erwärmt, beginnt das Ettringit, Wasser abzugeben. Der Dampf wird aufgefangen und kondensiert.
Im Winter läuft der Prozess umgekehrt: Wasser oder Wasserdampf wird in den Beton geleitet, vom Ettringit aufgenommen – und schon setzt sich Wärme frei. Der Vorteil gegenüber anderen Wärmespeichern ist, dass die Wärmeabgabe über die Wasserzufuhr regulierbar ist. So liesse sich beispielsweise eine Bodenheizung den ganzen Winter lang auf 25 °C halten oder das Duschwasser auf 40 °C erwärmen.
Das Verfahren haben Kaufmann und Winnefeld bereits patentieren lassen. Sie wollen den Beton-Wärmespeicher jetzt in Zusammenarbeit mit Industriepartnern weiterentwickeln und testen.