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Druckluftenergie-Speicher (CAES)

Druckluftenergiespeicher stellen ein relativ neues Prinzip in der Elektroenergieerzeugung dar. Es sind Speicherkraftwerke (wie auch die Pumpspeicherkraftwerke), die nach einem bestimmten Verfahren Energie zwischenspeichern und bei Bedarf in Form von elektrischem Strom in die Übertragungsnetze einleiten. Ihre englischsprachige Bezeichnung lautet Compressed Air Energy Storage (CAES).

Funktionsweise von CAES-Kraftwerken

Vereinfacht kann das Arbeitsprinzip so beschrieben werde: Ein mit Elektroenergie betriebener Kompressor drückt Luft in einen großvolumigen, luftdichten, unterirdischen Speicherraum, beispielsweise einer ausgebeuteten Salzlagerstätte, ein. Bei Energiebedarf wird die gespeicherte Luft gesteuert über eine Turbine gelenkt, die einen Generator zur Erzeugung von Strom antreibt.

Energieerzeugung
Energieerzeugung - hramovnick - Fotolia.com

Luftdruckspeicherkraftwerke als Hybrid

Es gibt bisher nur sehr wenige CAES-Kraftwerke (Deutschland, USA). Diese funktionieren als Hybrid-Kraftwerke, bei denen als zweite Komponente eine Gasturbinenanlage betrieben wird. Dies ist praktisch ein Gaskraftwerk zur Stromerzeugung. Bei Produktion über Bedarf wird die Elektroenergie zum Antrieb des Kompressors genutzt, der die Luft in den Speicherraum presst. Bei der Rückgewinnung von Strom wird die Druckluft aus verschiedenen technischen und technologischen Gründen beim Eintritt in die Turbine, die als Kraftverbrennungsanlage konstruiert ist, mit dem Gas gemischt.

Nutzung in Kombination mit erneuerbaren Energien

Beim CAES-Prinzip werden in der Hybrid-Variante für den Antrieb der Turbine fossile Energieträger, zum Beispiel Erdgas, benötigt. Bei einer anderen Konstruktion des Gesamtsystems, vor allem auch der Turbine, ist es möglich, alternative Energie einzusetzen. So kann über Windräder oder Solaranlagen erzeugter Strom den Kompressor antreiben, der die Luft unterirdisch einpresst. Bei der Rückgewinnung treibt die gespeicherte Druckluft eine Turbine an, ähnlich einer Dampfturbine, die den Generator zur Stromerzeugung in Gang setzt. Das System wird englischsprachig Advanced Adiabatic Compressed Air Energy Storage (AA-CAES) genannt.

Bedeutung dieser Technologien

Fossile Energieträger und Uran sind in den nächsten zirka 100 Jahren mehr oder weniger erschöpft und können schon weit vorher nicht mehr den steigenden Energiebedarf der Menschheit stillen. Bei der Umstellung auf die breiträumige und sehr langfristige Nutzung alternativer, erneuerbarer Energiequellen sind vor allem auch Verfahren zur Speicherung von großen Energiemengen erforderlich. Das hängt in erster Linie mit der Diskontinuität alternativer Energien zusammen. Die Sonne scheint eben nicht in der Nacht beziehungsweise ist die Energieausbeute bei schwachen Lichtverhältnissen sehr gering und die Nutzung von Windenergie setzt nun einmal Wind voraus. Zu bestimmten Zeiten muss aus gespeicherter Energie geschöpft werden, wenn keine oder nicht mehr ausreichende herkömmliche Primärenergie verfügbar ist. Auch um die so genannte Grundlast bei der Elektroenergieversorgung zu sichern, müssen in Spitzenzeiten Kapazitäten zugeschaltet werden. Diese stammen derzeit immer noch zum größten Teil aus konventionellen Energieträgern.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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