Birgt kryogene Energiespeicherung Potenziale für Energiewende?
In der Nähe von Manchester wird eben die größte kryogene Speicheranlage der Welt gebaut. Bei dieser Form der Energiespeicherung wird Energie in verflüssigten Gasen (etwa Luft) zwischengespeichert. Liquid Air Energy Storage (LAES)-Einrichtungen bergen den Vorteil, dass sie überall schnell errichtet werden können, lange Lebensdauer haben und auf üblichen Industriekomponenten basieren. Das meldet das Portal energyload unter Berufung auf die BBC und den Linde-Konzern.
Umgebungsluft wird durch Kühlung verflüssigt
[note Kryogene Energiespeicherung (Cryogenic Energy Storage/CES, auch Liquid Air Energy Storage/LAES) – siehe: solarify.eu/kryogene-energiespeicherung – ist die Zwischenspeicherung von Energie mittels tiefkalter (kryogener) Flüssigkeiten, wie flüssiger Luft oder flüssigen Stickstoffs. In kryogenen Speichersystemen wird ein Gas (Luft) komprimiert und auf -190 Grad Celsius zu flüssiger Form herunter gekühlt, und in tiefkalten (kryogenen) Tanks gespeichert. Ihre Dichte ist dann 700mal höher ist als im gasförmigen Zustand. Schon zwischen 1899 und 1902 wurde ein mit flüssiger Luft betriebenes Fahrzeug mit dem Namen Liquid Air entwickelt. Die Technologie wird bereits in einem britischen Kraftwerk im Pilotbetrieb eingesetzt.
Das Flüssigluftspeichersystem besteht aus drei Hauptteilen: Dem Ladeteil, dem Speicherteil und dem Entladeteil. Der Ladeteil ist in Betrieb, wenn Strom eingespeichert werden soll. Mit dem Strom wird Luft komprimiert, gekühlt und durch Expansion verflüssigt. Dann wird die flüssige Luft nahe Umgebungsdruck in einem isolierten Tank gespeichert. Wenn wieder Strom gebraucht wird, wird die Flüssigluft durch eine Pumpe auf Druck gebracht, erwärmt und verdampft und schließlich im Entladeteil in einer oder mehreren Turbinen unter Leistung von Arbeit entspannt. Die Systemeffizienz kann gesteigert werden, indem die Kälte der Luft und die Kompressionswärme gespeichert und wiederverwendet werden; weiterhin kann externe Wärme und Brennstoff eingekoppelt werden, um Effizienz und Ausgangsleistung zu steigern.]
Die LAES-Anlage in Manchester soll mit einer Leistung von 5 MW bis zu 5.000 englische Haushalte für etwa drei Stunden mit Strom versorgen können. Hinter dem Vorhaben steht das Unternehmen mit Sitz in London. Dort glaubt man an das große Potenzial kyrogener Speichersysteme, die Volatilität Erneuerbarer Energien auszugleichen – das sogar besser als Pumpspeicherkraftwerke oder Lithium-Ionen-Batterien:
- Pumpspeicherkraftwerke stellen zwar lang dauernd große Energiemengen bereit, können jedoch nur an Orten mit Höhenunterschieden errichtet werden, zudem braucht es die Akzeptanz der Bevölkerung.
- Lithium-Ionen-Batterien liefern zwar Strom innerhalb von Millisekunden, können aber noch nicht kostengünstig genug in einer Größenordnung dimensioniert werden, um genug Energie für eine ganze Stadt zu speichern.
Sheridan Few, Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Grantham Institut des Imperial College London, beschrieb in der BBC ein für diese Technologie einzigartiges Phänomen: „Es gibt Energie-Speicherung und Energie-Erzeugung. Man kann Abwärme und Ab-Kälte nutzen… Weil man beides, sowohl elektrische als auch thermische Energie einleitet, kann die Menge der elektrischen Energie, die man herausbekommt, in einigen Fällen mehr als die elektrische Energie sein, die man hineinsteckt.“
Diese Technologie kann neben der Bereitstellung von Energiespeicherung aber auch Abwärmeprobleme, Nebenprodukt vieler industrieller Prozesse, in Angriff nehmen. Abkälte, zum Beispiel, kann an verflüssigten Erdgas (LNG) Terminals gefunden werden.
Nachfrage zufriedenstellen
Während die kryogene Speicherung eine der Lösungen für die zukünftige Stromversorgung sein kann, gibt es auch neue Ansätze zur Steuerung der Nachfrage. „Eines der aktuellsten Probleme ist das Verständnis der Nachfrageseite“, sagte Jenifer Baxter, Leiter der Abteilung Energie-und Umweltschutz an der Institution of Mechanical Engineers, sagte der BBC: „Wir neigen dazu, nur Strom zu produzieren, um die Nachfrage zu befriedigen.“ Sobald wir die Nachfrage verstehen, werden wir mehr Vertrauen in den Einsatz von Technologien haben. “ So könne Demand-Side-Response, das Konzept der Anpassung der Nutzung als Reaktion auf die Bereitstellung von Strom, leicht neben anderen Innovationen wie kryogene Energiespeicherung arbeiten.
Großskaliges System bereit zur Demonstration
Zusammen mit einem Technologiepartner hat die Münchner Linde-Group ein System mit 80 MW Leistungsabgabe entwickelt, das auf verfügbaren Komponenten basiert und bereit zur Demonstration ist. Gleichzeitig arbeitet man dort an der nächsten Generation von Systemen mit verbesserter Performance.
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