Windstrom auch bei Flaute: Dudelsack-Technik verspricht Energierevolution

Hamburg – Ab Windstärke zehn herrscht bei E.on Hektik. In der Leitzentrale des Stromkonzerns blinken wild die Warnleuchten, die Mitarbeiter müssen innerhalb von Sekunden Dutzende Schalter umlegen. "Da steigt der Adrenalinspiegel", sagt Manfred Grupe, der Chef der Schaltleitung in Lehrte bei Hannover.

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Windräder bei Cuxhaven: Bei Flaute ist die Ausbeute gleich Null

Grupe ist verantwortlich für einen großen Teil des Stromnetzes in Norddeutschland. An manchen Tagen kann er sich vor lauter Windstrom kaum retten. Überall im Land drehen sich die Windräder und drücken ihren Strom ins Netz. An anderen Tagen weiß er nicht, woher er den Strom nehmen soll, der gerade benötigt wird.

Fast 19.000 Windräder stehen in Deutschland. Wenn eine ordentliche Brise weht, erzeugen sie mehr als 20.000 Megawatt Strom – so viel wie zwanzig Kernkraftwerke. Bei Windstille dagegen ist die Ausbeute gleich Null. Für eine Industriegesellschaft kein tragbarer Zustand: Zigmillionen Verbraucher sind darauf angewiesen, dass Strom jederzeit verfügbar ist – unabhängig von der Stärke des Windes.

Seit Jahren träumen Wissenschaftler deshalb davon, die Energie des Windes zu speichern. Druckluft, Pumpspeicher, riesige Batterien – in fast alle Richtungen haben sie schon geforscht. Doch alle Methoden hatten bislang einen großen Nachteil: Beim Speichern von Strom geht massenweise Energie verloren.

Eine US-Firma geht nun einen völlig neuen Weg. General Compression aus dem Ostküstenstaat Massachusetts hat eine Technik entwickelt, um Windenergie "fast ohne Energieverlust" zu speichern, wie das Unternehmen mitteilt. Es könnte der lang ersehnte Durchbruch sein.

Der Clou: Die Windräder von General Compression produzieren gar keinen Strom. Bisher haben sich Heerscharen von Ingenieuren den Kopf darüber zerbrochen, wie man elektrische Energie speichern könnte. Diesen Umweg lassen die Amerikaner weg. Sie wollen aus der Kraft des Windes direkt Druckluft gewinnen – und die lässt sich hervorragend speichern.

Die Idee kommt einer Revolution gleich. Das Herzstück herkömmlicher Windräder ist schließlich der Generator, der die Drehbewegung der Rotoren in Strom umwandelt. Doch die Amerikaner verzichten auf den Generator einfach. An seine Stelle kommt ein Druckluft-Kompressor.

Von außen ist der Unterschied nicht zu erkennen. "Unsere Windräder sehen aus wie alle anderen", sagt David Marcus, der Chef von General Compression. Nur das Ergebnis ist grundverschieden: Statt Strom kommt unten Druckluft raus.

Diese Druckluft kann dann gespeichert werden. Ein künstliches Rohrleitungsnetz hat zum Beispiel eine Kapazität von gut sechs Stunden. Noch besser sind natürliche Kavernen, Salzstöcke oder leere Erdgasfelder, die es gerade in Norddeutschland zahlreich gibt. Bei entsprechender Größe könnten sie einen Monat lang mit Druckluft voll gepumpt werden. Das Prinzip funktioniert wie bei einem Dudelsack: Wenn der Wind bläst, wird der Speicher gefüllt. Und wenn man Luft braucht, lässt man sie wieder heraus.

Die eigentliche Stromerzeugung findet erst ganz zum Schluss statt. Je nach Bedarf lässt man die Druckluft entweichen und durch eine Turbine schießen. Diese wiederum treibt einen Generator an, der zuverlässig Strom ins Netz speist – unabhängig von den Launen des Windes.

Dabei ist es keine neue Idee, Energie in Form von Druckluft zu speichern. Weltweit sind schon zwei Anlagen in Betrieb, eine in McIntosh im US-Bundesstaat Alabama, eine im niedersächsischen Huntorf. Allerdings ist hier der Ausgangspunkt stets Elektrizität. Unter großem Energieverlust wird erst der Wind in Strom, dieser in Druckluft und diese schlussendlich wieder in Strom umgewandelt.

General Compression verzichtet auf den ersten Schritt – und erreicht so eine deutlich höhere Effizienz. Der Name der Erfindung: Dispatchable Wind Power System (DWPS) – jederzeit verfügbare Windkraft.

Das Motto der beiden Brüder: "Think big"

Noch ist das Ganze kaum mehr als eine Idee. General Compression ist ein kleines Unternehmen mit gerade einmal 15 Mitarbeitern. Verschiedene Investoren haben bisher acht Millionen Dollar Startkapital zur Verfügung gestellt.

Aber die Ambitionen von David Marcus und seinem Bruder Michael, dem Co-Chef des Unternehmens, sind groß. Noch in diesem Herbst wollen sie weitere 30 Millionen Dollar einsammeln. Ihr bestes Argument: das weltweite Patent, das sie auf ihre Erfindung angemeldet haben.

"Think big" – das ist das Motto der beiden Brüder. Ihr Ziel sind nicht vereinzelte Windräder im Stil eines deutschen Bürgerwindparks. Sie haben riesige Windfarmen im Sinn. "Das System kann aus Hunderten Windrädern bestehen", sagt David Marcus.

Jedes einzelne Windrad soll Druckluft in einen gemeinsamen Speicher pumpen. Am Ende steht nur eine große Turbine mit einem großen Generator. Dadurch ist der Reibungsverlust geringer als bei lauter kleinen Generatoren. Als Gesamtoutput kann sich Marcus bis zu 500 Megawatt vorstellen – das würde einem Kohlekraftwerk entsprechen.

Auch die Zuverlässigkeit entspricht der eines konventionellen Kraftwerks - der Dudelsack kann zu jeder Tages- und Nachtzeit spielen. "Es geht um eine völlig neue Art der Stromerzeugung", sagt Marcus. "Wind ist erstmals in der Lage, mit Kohle- oder Kernkraftwerken zu konkurrieren."

Die Kosten schätzt General Compression auf das Anderthalbfache eines herkömmlichen Windparks. Für 500 Megawatt wären also gut 750 Millionen Euro nötig. Allerdings, sagt Marcus, lassen sich auch höhere Einnahmen erzielen. Möglich machen das die starken Schwankungen des Strompreises je nach Tageszeit. Dank DWPS kann man den Windstrom vor allem zu Spitzenzeiten verkaufen – und viermal so viel Geld verdienen wie beispielsweise bei Nacht.