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16.05.2017 | Energiespeicher | Im Fokus | Onlineartikel

Druckluftspeicher sind für Energiewende unwirtschaftlich

Autor:
Frank Urbansky

Das Speicherproblem der Energiewende wird dringlicher. Technologisch möglich wären Druckluftspeicher. Doch nach dem derzeitigen Stand sind sie nicht wirtschaftlich einsetzbar.

Die Energiewende braucht Speicher, um fluktuierende Windenergie und Solarstrom auszugleichen. Eine technologische Möglichkeit wären Druckluftspeicher, die überschüssigen Strom in Form von komprimierter Luft speichern und bei Bedarf diesen unter Erzeugung elektrischer Energie wieder abgeben. "Seit einigen Jahren wird der Einsatz von sog. Druckluftspeicher-Kraftwerken, in der Fachliteratur oft als CAES-Kraftwerke (Compressed Air Energy Storage) bezeichnet, für die Speicherung von Windenergie diskutiert … Die Realisierung von Druckluftspeichern ist, ähnlich wie diejenige von Pumpspeicherwerken, an das Vorhandensein natürlicher oder von Menschen geschaffener Speichermöglichkeiten für die komprimierte Luft gebunden. Insbesondere die durch den Salzbergbau entstandenen unterirdischen Kavernen eignen sich dafür", beschreibt Springer Vieweg-Autor Erich Hau in seinem Buchkapitel Anwendungskonzeptionen und Einsatzbereiche auf Seite 706 die schwierigen Voraussetzungen für diese Technologie. 

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Anwendungskonzeptionen und Einsatzbereiche

Der Einsatz von Windkraftanlagen wird sich aus verschiedenen Blickwinkeln betrachtet. Die Verwendung der erzeugten Energie, die organisatorische Einbindung in die Struktur der Energieversorgung sowie die betrieblichen Anwendungskonzeptionen charakterisieren das Spektrum der Einsatzmöglichkeiten.


Ein weiterer Nachteil: Die Wärmeentwicklung. Die entsteht bei jeder Kompression und mindert den Wirkungsgrad der Technologie. Im besten Fall kommt sie auf 40 Prozent - das entspricht in etwa einem modernen Kohlekraftwerk.

Schlechter Wirkungsgrad

Doch er ist deutlich schlechter als der anderer Speichertechnologien. Lithium-Ionen-Speicher bringen es auf 95 Prozent, Bleibatterien immerhin noch auf 85 Prozent. Und Pumpspeicherkraftwerke, die vom investiven Aufwand her mit der Technologie der Druckluftspeicher vergleichen werden können, haben einen Wirkungsgrad von 65 Prozent.

Dieser Wirkungsgrad könnte also nur verbessert werden, wenn es gelänge, die entstehende Wärme energetisch zu verwerten und nicht einfach in die Luft zu blasen. Genau das wurde mit dem Projekt Adele beim einzigen deutschen Druckluftspeicherkraftwerk in Huntorf ausprobiert. Das hat eine Leistung von 321 Megawatt und eine Stromspeicherkapazität von etwa 40 Millionen Kilowattstunden (0,04 TWh). Die Luft wird auf 50 bis 70 bar komprimiert und in einem Salzstock gespeichert. Mit einem maximalen Zeitverzug von zwei Stunden kann eine Leistung von 290 Megawatt abgegeben werden. Der bisherige Wirkungsgrad lag bei 42 Prozent. Doch eine mögliche Realisierung wurde 2015 vorzeitig noch von RWE auf Eis gelegt, da sich aufgrund der mangelnden Wirtschaftlichkeit kein Geschäftsmodell entwickeln ließ.

Preisschwankungen beim Strom nutzen

Dabei werden Speicherlösungen in Zukunft verstärkt benötigt. Wirtschaftlich wären sie dann, wenn es ihnen gelingt, die Preisschwankungen am Strommarkt auszunutzen. Das geht jedoch nur mit sehr hohen Wirkungsgraden, da eben jene Preisschwankungen, aus Spreads genannt, immer geringer werden.

"Dezentrale Druckluftspeicher finden derzeit keine Verwendung in Verbindung mit Windparks oder Freiflächen-PV-Anlagen, deren Erzeugung direkt vermarktet wird. Aufgrund der hohen Liquidität am Spot- und Intraday-Markt erfolgt der Ausgleich von Prognosefehlern direkt über den Markt. Eine Produktionsverlagerung in Stunden mit höherer Stromnachfrage (und damit höheren Börsenpreisen) ist derzeit aufgrund der moderaten Preisunterschiede und der sehr hohen Investitionen für dezentrale Druckluftspeicher nicht wirtschaftlich. Die Vermarktung von Speichern an Regelenergiemärkten ist eine interessante Option, da dort nicht nur Energie sondern auch Leistung vergütet wird. Insbesondere die Vorhaltung negativer Regelleistung wird als lukrative Erlösquelle gesehen, da sich immer weniger konventionelle Kraftwerke in Zeiten hoher Windeinspeisung am Netz befinden", sieht Springer Vieweg-Autor Fabio Genoese in seinem Buchkapitel Druckluftspeicher auf Seite 122 die einzig mögliche Option, Druckluftspeicher wirtschaftlich interessant zu machen.

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