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Ausgabe 01/2008
Stromspeicher, Teil 2

Druckluftspeicher

Schon heute müssen bei starkem Wind küstennahe Windparks zeitweise stillgelegt werden, um die Übertragungsleitungen zu den Verbrauchszentren in Mittel- und Süddeutschland nicht zu überlasten. Noch verschärfen wird sich dies mit dem geplanten Aufbau großer Windparks auf See. Unglücklicherweise liegen auch die Pumpspeicher-Kraftwerke zum Zwischenspeichern der erzeugten elektrischen Energie in den Mittelgebirgen.


Kraftwerk Huntorf, das erste Luftspeicher- Gasturbinenkraftwerk der Welt (Foto: KBB Underground Technologies)

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Näher vor Ort wären Druckluftspeicher denkbar, die die Salzstöcke in der Norddeutschen Tiefebene als Energiespeicher nutzen: Mit Wasser lassen sich hier große Hohlräume ausspülen. Bei Stromüberangebot würde dann Luft komprimiert und unter hohem Druck in den Salzkavernen eingeschlossen. Steigt die Stromnachfrage, gewinnt man durch Entspannung der Druckluft in einer Turbine elektrische Energie zurück.

Bereits seit 1978 betreibt E.ON in Huntorf nahe Oldenburg einen Druckluftspeicher: Die  300.000 Kubikmeter fassenden Kavernen speichern in rund 700 Meter Tiefe Luft mit bis zu 70-fachem Überdruck. Sie dient später einer herkömmlichen Gasturbine als vorkomprimierte Verbrennungsluft. Bei Bedarf kann die Anlage minutenschnell 290 Megawatt erreichen und zwei Stunden lang liefern.



Riesige Salzhöhlen werden als Speicher für die Pressluft gebraucht. (Grafik: KBB Underground Technologies)
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Um eine Kilowattstunde Regelstrom ins Netz zu liefern, verbraucht das Kraftwerk knapp 1,6 Kilowattstunden Wärme-Energie aus der Gasverbrennung sowie 0,8 Kilowattstunden elektrischer Energie für die zuvor eingespeicherte Druckluft. Mit etwas über 40 Prozent ist daher der Wirkungsgrad recht niedrig. Dafür hat diese weltweit erste CAES-Anlage (Compressed air energy storage) wertvolle Betriebserfahrung geliefert.

Höhere Wirkungsgrade von mehr als 70 Prozent sind das Ziel des europäischen Forschungsprojekts AA-CAES (Advanced adiabatic CAES) unter Federführung von Alstom Power. In diesen reinen Druckluftanlagen – ohne Gasbefeuerung – soll auch die beim Komprimieren entstehende Wärme gespeichert werden. Beim Rückgewinnen der Energie wird sie zur Erwärmung der Druckluft-Turbine genutzt und beugt Vereisung vor.



Prinzip eines adiabaten Druckluftspeichers (Grafik: RWE)

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Experten erwarten hier Speicherpreise von zwei bis fünf Cent pro Kilowattstunde. Damit erscheinen die Anlagen derzeit mäßig attraktiv, insbesondere im Vergleich zu Pumpspeichern mit Preisen von weniger als 2,5 Cent und 80 Prozent Wirkungsgrad. Bei steigendem Gaspreis, der zu Starklastzeiten bestimmend ist für die Stromkosten, kann sich dies jedoch ändern.


Eine große Herausforderung: Die Komponenten-Entwicklung für adiabate Druckluftspeicher (Grafik: FH Dortmund)
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Umweltprobleme sind zu erwarten mit den gewaltigen Sole-Mengen, die beim Aushöhlen der Kavernen anfallen. Hinzu kommen konkurrierende Nutzungsinteressen, etwa zur Erdöl- und Erdgasspeicherung. Nach Experteneinschätzung können Druckluftspeicher daher in naher Zukunft kaum größere Kapazitäten erschließen als die vorhandenen Pumpspeicher-Kraftwerke, rund sieben Gigawatt für die Dauer von sieben Stunden. Druckluftspeicher böten damit zwar eine Alternative für den Vorhalt wertvoller Regelenergie; angesichts der gegenwärtigen Ausbaupläne für Offshore-Windparks auf bis zu 25 Gigawatt werden aber auch sie das Speicherproblem nicht erschöpfend lösen können.

Axel Kampke