Druckluftspeicher (CAES)
Speichertechnik, die mit überschüssigem Strom Luft in Kavernen oder Behälter presst und sie zur Rückverstromung über eine Turbine wieder entspannt.
CAES verdichtet Luft mit elektrischen Kompressoren, meist auf 40–100 bar, und speichert sie in Salzkavernen, Aquiferen, Felskavernen oder technischen Druckbehältern. Beim Entladen strömt die Luft durch eine Expansionsmaschine oder Gasturbine. Das eigentliche technische Problem ist die Wärme: Beim Verdichten heizt sich die Luft stark auf, beim Entspannen kühlt sie ab.
- Diabate CAES gibt die Verdichtungswärme an die Umgebung ab und heizt die Luft vor der Entspannung mit Erdgas wieder auf. Die klassischen Beispiele sind Huntorf in Deutschland (1978, 321 MW) und McIntosh in Alabama (1991, 110 MW) mit elektrischen Speicherwirkungsgraden von rund 42 % bzw. 54 %.
- Adiabate CAES legt die Verdichtungswärme in einem Wärmespeicher ab und nutzt sie wieder; angestrebt werden 60–70 % ohne Brennstoff.
- Isotherme CAES versucht, bei nahezu konstanter Temperatur zu verdichten, und ist weitgehend noch im Versuchsstadium.
Beispiel: 1 m³ bei 70 bar isotherm auf 1 bar entspannt ≈ 7.0 MPa x 1 m³ x ln 70 ≈ 29.7 MJ ≈ 8.3 kWh
China hat seit 2021 mehrere große fortschrittliche Druckluftspeicher in Betrieb genommen, darunter Anlagen der 300-MW-Klasse in Salzkavernen in Hubei und Shandong. Wo die Geologie passt, konkurriert CAES mit Pumpspeichern um die Langzeitspeicherung.
Verwandte Begriffe
Alle Begriffe →- Langzeitspeicher (LDES)
Speicher, die ihre Nennleistung etwa 8 Stunden oder länger abgeben können und so mehrtägige Flauten und saisonale Ungleichgewichte überbrücken, die 2–4-Stunden-Batterien nicht abdecken.
- Pumpspeicherkraftwerk
Energiespeicher, der Wasser in ein Oberbecken pumpt, wenn Strom billig oder reichlich vorhanden ist, und es bei Bedarf über Turbinen wieder ablässt; weltweit die größte Form der Netzspeicherung.
- Speicherwirkungsgrad (Round-Trip-Wirkungsgrad)
Anteil der in einen Speicher geladenen Energie, der sich beim Entladen zurückgewinnen lässt, gemessen an einer festgelegten Systemgrenze (Zelle, DC- oder AC-Netzanschluss).
- Wärmespeicher
Speicherung von Energie als Wärme oder Kälte in sensibler, latenter (Phasenwechsel) oder thermochemischer Form, zur späteren Nutzung als Wärme oder zur Stromerzeugung.
- LCOS (Speichergestehungskosten)
Die durchschnittlichen Kosten pro ausgespeicherter MWh über die Lebensdauer eines Speichers, einschließlich Investition, Betrieb, Ladestrom und Wirkungsgradverlusten.