Klima-Glossar: Druckluft-Stromspeicher
Die Produktion von Strom aus Wind und Sonne nimmt rasant zu und ist auch in vielen Bereichen bereits wirtschaftlich konkurrenzfähig. Allerdings können beide Energiequellen nicht nach Bedarf an- und ausgeschaltet werden. Unerlässlich ist daher eine Möglichkeit, überschüssigen Strom an sonnigen und windigen Tagen zu speichern, um ihn nächtens und bei Windstille zu nutzen. Ein Hoffnungsträger ist dafür die Speicherung von komprimierter Luft in einem Druckluft-Stromspeicher.
Compressed Air Energy Storage (CAES), wie solche Systeme auf englisch heißen, ist bereits im großindustriellen Maßstab in Betrieb. Die Technologie ist seit langem bekannt, lief aber früher noch teilweise unter Nutzung von fossilen Energieträgern. Die zuletzt in Betrieb genommenen und in Planung befindlichen Speicher kommen aber ohne fossile Energieträger aus.
Grundsätzlich funktioniert das System so, dass mit überschüssigem, grünem Strom Luft komprimiert und gespeichert wird. Das kann in großem Maßstab etwa in alten Salzbergwerken sein, es kann aber auch oberirdisch in entsprechenden Containern geschehen. Beim Komprimieren der Luft wird Wärme frei, die ebenfalls gespeichert wird. Wenn dann Strom gebraucht wird, wird die gespeicherte Luft durch eine Turbine geleitet, die Strom erzeugt. Die Luft muss dabei erwärmt werden, da sie sich sonst beim Ausdehnen so abkühlen würde, dass die Turbinen vereisen. Dafür wird in modernen Systemen die Wärme verwendet, die beim Komprimieren entstanden ist.
Keine seltenen Erze nötig
CAES-Speicher haben einige Vorteile. Die nötige Technologie ist schon erprobt, Luft steht überall zur Verfügung und es werden keine seltenen Erze - wie Lithium beim Batteriebau - benötigt. Auch braucht es nicht, wie für Pumpspeicherkraftwerke, ein Gefälle zwischen zwei Speichern. In vielen Gebieten gibt es mit ausgebeuteten Salz- oder Erzvorkommen nutzbare Speicherräume.
Derzeit liegt die Effizienz von Druckluftspeichern bei etwa 60 Prozent, das heißt am Ende des Speicherzyklus können 60 Prozent der ursprünglichen Strommenge wieder ins Netz gespeist werden. 70 Prozent Effizienz scheinen in naher Zukunft erreichbar. Kleine Druckluftspeicher kosten derzeit ähnlich viel wie gleich große Lithium-Ionen-Batteriesysteme. Sie haben aber eine viel längere Lebensdauer - und je größer sie werden, desto billiger werden sie je gespeicherter KWh.
Zwei alte Systeme, die noch fossile Energie brauchen, laufen in Deutschland und den USA. Große, moderne Anlagen mit Wärmerückgewinnung sind heuer in China in Betrieb gegangen. Derzeit wird noch mit unterschiedlichsten Methoden experimentiert. So kann Druckluft verflüssigt und dann eingespeichert werden, was den Platzbedarf drastisch verringert, aber technologisch aufwendiger ist. Luft kann auch unter Wasser gespeichert werden, um den Wasserdruck für die Rückführung der Luft zu nutzen. Daher sind noch starke Weiterentwicklungen zu erwarten.