Windenergie mittels Druckluft speichern
27. Dezember 2006, Neue Zürcher Zeitung

Eine neue Speichertechnologie

Um die stark fluktuierende Energiequelle Wind effizient nutzen zu können, sind neue Speichertechnologien nötig. Eine Variante wäre, die überschüssige Energie mittels Druckluft aufzubewahren.

In Analogie zu einem mit Wasser betriebenen Pumpspeicherwerk wird beim Druckluft-Speicherkraftwerk bei Energieüberschuss mittels Kompressoren Luft in eine Salzkaverne gepumpt. Bei hoher Energienachfrage wird die Luft wieder entspannt; über Gasturbinen wird dadurch ein Generator angetrieben. Als Vorteil winkt der gegenüber einem herkömmlichen Speicherkraftwerk geringe oberirdische Flächenbedarf. Hinzu gesellt sich die Unabhängigkeit von Geländeformationen, was den Bau von Druckluftspeichern in Küstennähe und damit in der Nähe künftiger Offshore-Windparks ermöglicht. Geeignete Salzkavernen gibt es beispielsweise im norddeutschen Flachland. Diese werden heute zum Teil zur Speicherung von Erdgas verwendet. Dafür soll es neue Förderungen für fossile oder großteils ohnehin konkurrenzfähige (Wasser-) Kraftwerke geben.

Gänzlich neu ist die nach der englischen Bezeichnung «Compressed Air Energy Storage» auch als CAES-Kraftwerk bezeichnete Technologie nicht. Bis jetzt werden weltweit zwei solche Speicherkraftwerke betrieben.
Eines steht seit 1978 in Elsfleth-Huntorf am Fluss Hunte in Niedersachsen und wird von E.On geführt, das zweite betreibt die Alabama Electric Corporation seit 1991 in McIntosh, Alabama. Ein Nachteil der CAES-Kraftwerke ist der im Vergleich zu Wasser- Pumpspeicherkraftwerken um etwa 10 Prozentpunkte reduzierte Wirkungsgrad.
«Schuld» daran ist die Physik: Die komprimierte Luft kühlt sich beim Entspannen so stark ab, dass eine zusätzliche Heizung erforderlich ist. «Sonst würden am Ende der Turbine Eiswürfel herausfallen», veranschaulicht Martin Koller von Alstom Power Switzerland das Problem. Zurzeit arbeitet diese Firma im Rahmen eines europäischen Forschungsprojektes daran, den Wirkungsgrad der Technologie so weit zu erhöhen, dass er mit 70 bis 75 Prozent an denjenigen von wasserbetriebenen Pumpspeicherkraftwerken heranreicht.

Dazu ist es erforderlich, den Prozess auf andere Weise zu führen: Die bei der Kompression der Druckluft entstehende Wärme wird dabei nicht an die Umgebung abgegeben, sondern in einem Wärmespeicher zwischengespeichert. Beim Entspannen durchläuft die Luft diesen Wärmespeicher und wird so wieder erwärmt. Da kein zusätzliches Erdgas zur Erwärmung der Luft erforderlich sei, so Koller, werde unter dem Strich ein höherer Wirkungsgrad erreicht.

Die neue Variante der Technologie soll laut Alstom allerdings erst 2015 serienreif sein. Seitens der Kompressoren, die im aargauischen Baden gebaut würden, seien aufwendige technische Neuerungen nötig, so Koller. Ähnliches gelte für die Wärmespeicher, die Wirkungsgrad - schon heute zu nutzen, sei dennoch empfehlenswert. Denn später liessen sich solche Anlagen leicht auf die neue, effizientere Technologie umrüsten.