Windkraft im Druckluftspeicher

9.6.2006 Eine Variante um auf Flaute oder auf hohen Stromverbrauch zu reagieren

Wie Heise Online in TECHNOLOGY REVIEW berichtet plant der Energieversorger EnBW Windenergie in unterirdischen Druckluftspeichern zwischenzulagern. Damit könnte Windkraft bei Flaute oder erhöhtem Strombedarf Energie liefern. Noch ist der Standort nicht gefunden, das Kraftwerk soll aber eine Leistung von 150 bis 600 MW haben und die Inbetriebnahme ist für 2011 ins Auge gefasst.

In Österreich hat die Windkraft noch kein so großes Volumen erreicht, dass der Ausgleich zwischen zur Verfügung stehender Leistung und nachgefragter Leistung ein wesentliches Problem darstellt. Vielmehr geht die Windkraftschwankung in der täglichen Lastschwankung ‘unter’. Durch den hohen Wasserkraftanteil in Österreich lassen sich die Ausgleich- und Regelenergie auch leicht beherrschen. In Deutschland oder in Dänemark wird dies schon etwas schwieriger, kann aber auch gelöst werden. Wenn die Windenergie-Leistung in Deutschland wie geplant von 14.600 Megawatt 2003 bis 2015 auf 36.000 Megawatt ausgebaut wird, braucht man neue Technologien um die Energie immer dann zur Verfügung zu stellen, wann sie gebraucht wird. Viel wird durch einen vernünftigen Mix an Erneuerbarer Energie ausgeglichen werden, trotzdem werden Kraftwerke benötigt werden, die Regelenergie zur Verfügung stellen. 2003 waren nach Angaben der Deutschen Energie-Agentur 1200 Megawatt für die Regelenergie notwendig.

Der Energieversorger Energie Baden-Württemberg möchte nun beide Probleme – die Netzbelastung und den schwankenden Stromertrag – in einer Lösung angehen. Dazu plant der Energieversorger ein Druckluftspeicher-Kraftwerk an der deutschen Nordseeküste, in der Nähe der Windanlagen. In Zeiten, in denen es ein Überangebot an Strom gibt, wird Luft mit elektrischen Kompressoren verdichtet und in unterirdische Kammern – beispielsweise in ausgespülten Salzstöcken – gepresst. Bei erhöhter Nachfrage an Strom kann die gespeicherte Energie über Druckluftturbinen in Strom umgewandelt werden.

Bereits 1978 ging im niedersächsischen Huntorf ein Druckluftspeicherkraftwerk mit 290 Megawatt Leistung in Betrieb und läuft bis heute. Eine ähnliche Anlage arbeitet seit 1991 in Alabama. Allerdings kämpfen diese Kraftwerke mit dem geringen Wirkungsgrad von 40 bis 50 Prozent. Da Spitzenstrom aber ein Vielfaches vom Grundlaststrom wert ist, sind solche Anlagen für ‘Stromveredler’ trotzdem interessant. Bei Pumpwasserkraftwerken können Wirkungsgrade von 70 bis 85 % erreicht werden, diese Kraftwerke benötigen aber einen gewissen Höhenunterschied und können deshalb auf dem Flachland nicht umgesetzt werden. Und so wird überlegt alte Salzstöcke, oder auch ausgediente Bohrlöcher für Druckspeicherkraftwerke zu verwenden.

Nach arbeiten die Druckluftspeicherkraftwerke zusätzlich mit fossilen Brennstoffen, um das Vereisen der Turbinen zu verhindern, was durch den großen Druckabfall passieren könnte. Das geplante Kraftwerk soll zunächst wie das in Huntorf mit Gasbefeuerung arbeiten. Die Entwickler arbeiten aber bereits daran erstmalig ein Druckluftspeicherkraftwerk nach dem so genannten ‘adiabaten’ Prinzip (‘ohne Wärmeaustausch verlaufend’) zu konstruieren. Dabei soll die Abwärme beim Speichern ebenfalls gespeichert werden und bei der Stromproduktion soll diese Wärme den Turbinen wieder zugeführt werden, um das Vereisen zu verhindern. Man rechnet, dass ein solches Kraftwerk 2015 serienreif sein kann, bis dahin müssen noch ein paar technische Probleme gelöst werden.

Einerseits sollen Kompressoren entwickelt werden, die den dabei entstehenden Temperaturen von bis zu 600 Grad standhalten, andererseits ist man noch oft der Suche nach dem idealen Wärmespeicher. Dafür kommt eine ganze Reihe von Medien in Frage – Naturstein, Keramik, Beton, Gusseisen, Nitratsalz und Mineralöl. Ein solcher Wärmespeicher könnte bis zu 10.000 Kubikmeter Speichermasse umfassen.

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