Das Druckluftspeicherkraftwerk ist eine Art um Strom zu speichern. Dies geschieht, wie der Name bereits verrät, mit Druckluft. Weltweit gibt es nicht viele dieser Energiespeicher, einer der wenigen steht in Huntorf, Deutschland. Stromspeicher werden in der Energiewende immer wichtiger. Also: ist das Druckluftspeicherkraftwerk hier eine Möglichkeit? Wie es funktioniert und welche Vor- und Nachteile die Technologie mit sich bringt, erfahren Sie im folgenden WechselJetzt.de Beitrag.
Was ist ein Druckluftspeicherkraftwerk?
Ein Druckluftspeicherkraftwerk, im Englischen bekannt als “compressed air energy storage”, ist eine Variante des zentralen Speicherkraftwerks. Diese Art Energiespeicher kann für zwei verschiedene Zwecke verwendet werden. Einerseits kann ein Druckluftspeicher ans Stromnetz direkt angeschlossen sein, um zu Überhangzeiten dem Stromnetz Strom zu entziehen, um ihn dann mit möglichst geringen Verlusten wieder einzuspeisen. Allerdings kann ein Druckluftspeicherkraftwerk nur Strom liefern, solange der maximale Luftdruck vorhält. Als zweite Einsatzmöglichkeit gibt es den Gedanken, Druckluftspeicherkraftwerke an Orten der Erzeugung von erneuerbaren Energien zu bauen, um so Schwankungen ausgleichen zu können. Aktuell ist das aber noch nicht umgesetzt. Insgesamt gibt es noch sehr wenige Druckluftspeicherkraftwerke weltweit, eines davon befindet sich bei Huntorf in Deutschland.
Wie funktioniert der Druckluftspeicher?
Ganz einfach erklärt, besteht ein Druckluftspeicher aus einem Speichervolumen, einem Verdichter, einer Turbine und einer elektrischen Maschine. Energie speichernWährend des Ladevorgangs wird Luft mithilfe eines elektrisch angetriebenen Verdichters komprimiert. Die verdichtete Luft wird dann in den Speicherräumen, in den Kavernen, mit einem Druck von 50 bis 70 bar gespeichert. Energie wieder verwendenWenn der Strom wieder benötigt wird, kann er aus dem Speicher entnommen werden. Dabei wird eine Turbine zur Stromerzeugung angetrieben. Der Strom kann daraufhin in das Stromnetz eingespeist werden. Teilweise ist der Generator der Turbine und der Verdichter identisch, dann spricht man von einem Motorgenerator.
Wo gibt es Druckluftspeicherkraftwerke?
Salzkavernen, Aquifere, Erdgaslagerstätten oder andere geologische Formationen können sich als Druckluftspeichervolumen eignen. Aber es gibt auch speziell entwickelte Speicher, wie Gasröhrenspeicher oder Kugeltanks.
Arten von Druckluftspeicherkraftwerken
Es gibt diabate und adiabate Druckluftspeicherkraftwerke. Hierbei ist der Unterschied die Wärme der gespeicherten Luft. Bei diabaten Druckluftspeicherkraftwerken wird die Luft vor dem Füllen abgekühlt. Adiabate Druckluftspeicherkraftwerke basieren auf der Speicherung der Wärme, bei diesen wird die Luft nicht gekühlt. Beim Entladen des Druckluftspeicherkraftwerkes wird der Luft von der Turbine wieder Wärme zugefügt. Bei diabaten Anlagen geschieht dies durch Heizen mit Erdgas oder aber Heizöl. Bei adiabaten Kraftwerken hingegen wird die Luft mithilfe der zuvor gespeicherten Wärme wieder erwärmt. Anders als diabate Druckluftspeicherkraftwerke sind adiabate Kraftwerke emissionsfrei und haben außerdem eine höhere Energieeffizienz.
Druckluftspeicherkraftwerk von Innen
Das Volumen der Druckluftspeicherkraftwerke kann in Gleichraumspeicher und Gleichdruckspeicher unterteilt werden. Bei Gleichraumspeichern bleibt das Volumen konstant, jedoch ist der Speicherdruck variable, je nach Füllungszustand. Bei Gleichdruckspeichern hingegen wird das Volumen der Kaverne dem Speicherzustand angepasst. Der Druck bleibt hierbei konstant. Um eventuelle Druckschwankungen ausgleichen zu können, ist ein sogenanntes Pendelbecken notwendig. Schwankungen im Druck können dann über eine Flüssigkeitssäule ausgeglichen werden.
Die Leistung des Druckluftspeicherkraftwerk
Druckluftspeicherkraftwerke können eine Leistung zwischen 5 und 500 MW erreichen. Nach etwa 5 bis 15 Minuten Anlaufzeit wird die maximale Leistung erreicht.
Vor- und Nachteile des Druckluftspeicherkraftwerks
Vorteile
- Druckluftspeicher können als Netzregler fungieren, also das Stromangebot und die Stromnachfrage besser aufeinander abstimmen
- Da Druckluftspeicherkraftwerke geologische unterirdische Strukturen verwenden, greifen sie kaum in die sichtbare Landschaft ein
- Durch die Möglichkeit den Strom zu speichern sind Druckluftspeicher interessant für erneuerbare Energien
- Der gespeicherte Strom steht innerhalb weniger Minuten zur Verfügung. Außerdem brauchen Druckluftspeicherkraftwerke keinen Strom um zu starten, sie sind also “schwarzstartfähig”. Besonders bei Stromausfällen ist dies relevant.
Nachteile
- Ein Druckluftspeicher ist nicht effizient, er verbraucht mehr Strom als er generiert.
- Ein Druckluftspeicherkraftwerk kann die Leistung nur für einen kurzen Zeitraum abdecken.
- Druckluftspeicherkraftwerke sind an geologische Standorte gebunden, zum Beispiel an Salzstöcke.
- Ist das Druckluftspeicherkraftwerk diabat, werden außerdem fossile Brennstoffe verwendet, also ist die Technologie dann nicht wirklich nachhaltig.
- Zusätzlich hängt der Preis des Stroms vom Druckluftspeicherkraftwerk so auch von den aktuellen Gas/Ölpreisen ab.
Fazit
Das Druckluftspeicherkraftwerk ist eine Art Energiespeicher, da es jedoch effizientere Alternativen gibt, existieren nur wenige Kraftwerke dieser Art weltweit. Wenn es jedoch geologische Formationen gibt, die für solche Speicher geeignet sind, sind diese Speicherkraftwerke jedoch nützlich. Sie können sehr schnell Energie in Krisensituationen liefern, was sie trotz ihrer Nachteile zu einer wichtigen Technologie.
