Mach Druck: Windkraft im Boden

Zu den größten Nachteilen der Ökostromerzeugung gehört es, dass der nicht immer dann zur Verfügung steht, wenn man ihn gerade braucht. Das, glauben findige Entwickler, ließe sich ändern: Man müsste nur Hohlräume im Boden nutzen.

Funktionsprinzip des Druckluftspeicherkraftwerks: Mache Strom zu Luftdruck und den wieder zu Strom, wenn er gebraucht wird. Als Druckbehälter dienen unterirdische Kavernen Zur Großansicht
Sandia National Laboratories

Funktionsprinzip des Druckluftspeicherkraftwerks: Mache Strom zu Luftdruck und den wieder zu Strom, wenn er gebraucht wird. Als Druckbehälter dienen unterirdische Kavernen

Was wäre, wenn man Strom, der gerade nicht gebraucht wird, nutzt, um einen riesigen Behälter mit Druckluft zu befüllen? Dann könnte man die doch nutzen, um eine Turbine anzutreiben, wenn Strom gebraucht wird.

Klingt verrückt, ist aber das bereits 1978 weltweit erstmals erprobte Prinzip eines Druckluftspeicherkraftwerks. Zurzeit gibt es nur zwei davon, denn bisher sprach etwas gegen die Technik: Sie hat bislang unter anderem einen beschämend niedrigen Wirkungsgrad. Denn beim Komprimieren der Luft entsteht Wärme, die nur unzureichend genutzt und abgeführt wird. Gleichzeitig wird bei der späteren Stromerzeugung mittels Druckluft bislang brennbares Gas zum Heizen benötigt, weil beim Entspannen der komprimierten Luft Kälte entsteht.

Doch künftig könnte die Technik zulegen. Wenn der Wind zu stark über das norddeutsche Flachland weht, regeln die Stromanbieter ihre Windparks bereits regelmäßig herab: Die Dinger produzieren sonst Überlasten - verschenkte Energie. Die könnte man durchaus nutzen, Druckluftreservoirs zu befüllen. Denn natürlich werden hier nicht kleine Tanks mit komprimierter Luft befüllt, sondern gigantische unterirdische Hohlräume - natürliche Kavernen oder Salzstöcke beispielsweise.

Und die Techniker arbeiten daran, den Wirkungsgrad dieser Kraftwerksart deutlich zu erhöhen. Dazu will man die beim Komprimieren der Luft entstehende Wärme zwischenlagern, um sie dann später beim Dekomprimieren wieder zum Erwärmen der freiwerdenden Luft zu nutzen. Dann wäre die Zufuhr von brennbarem Gas nicht mehr notwendig. Auch in Deutschland soll in den nächsten Jahren ein Testkraftwerk dieser Art, ein adiabater Druckluftspeicher, entstehen (ein Druckluftspeicherkraftwerk, das die entstehende Wärme nicht nutzen kann, wird in der Fachsprache als adiabat bezeichnet).

Eine noch ökonomischere Nutzung dieses Prinzips verspricht das US-Unternehmen General Compression, das mit seinen Konzepten gerade eine Arpa-E-Förderung des US-Energieministeriums gewonnen haben: Sie wollen sogar völlig darauf verzichten, mit ihren Windrädern Strom zu erzeugen, sondern diese direkt zum Befüllen von Drucktanks nutzen. Entsprechend hängen an den Windrädern keine Stromgeneratoren sondern Kompressoren. Denkt man das in großem Maßstab zu Ende, erkennt man Potential: Man verschenkt kaum Leistung, produziert Strom dann, wenn er gebraucht wird, und wird etwas weniger abhängig vom Wetter - bei Flaute greift man auf gespeicherte Windkraft zurück.

Hohlräume, behaupten Experten, gebe es genug, ob alle davon dicht genug wären, steht auf einem anderen Blatt. Immerhin aber wäre diese Kraftwerkstechnik zwar nicht unaufwendig, aber unauffällig: Da stinkt und qualmt nichts, und oberirdisch brauchen Druckluftspeicherkraftwerke auch nicht viel Platz.

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pat

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insgesamt 29 Beiträge
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1. -
Vergil 15.04.2011
Zitat von sysopZu den größten Nachteilen der Ökostrom-Erzeugung gehört es, dass der nicht immer dann zur Verfügung steht, wenn man ihn gerade braucht. Das, glauben findige Entwickler, ließe sich ändern: Man müsste nur*Hohlräume*im Boden nutzen. http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/0,1518,752872,00.html
Interessant. Denn hierbei handelt es sich ja tatsächlich um eines der größten Hindernisse für die Einführung von regenerativer Energie.
2. ...
J4cky 15.04.2011
Zitat von VergilInteressant. Denn hierbei handelt es sich ja tatsächlich um eines der größten Hindernisse für die Einführung von regenerativer Energie.
Ist ein alter Hut und wird sicher in Deutschland genauso erfolgreich bekämpft wie die CCS-Technik. Da das Prinzip das selbe ist, es sich allerdings um CO2 handelt. Ne hübsche Luftmine baut man im Zweifel dennoch.
3. Ich vermisse noch immer---
fabfiddle 15.04.2011
--- in allen Diskussionen die Punkte dezentrale Energieversorgung und die Diskussion über den Energiebedarf. Solange wir nur in Gigantismus denken und mit wenigen "Kraftwerken" und mit tausenden Kilometern Leitungen alle Abnehmer mit unbegrenzten Strommengen beliefern wollen, zeigen wir nur, dass wir nichts gelernt haben. Was ist mit den Gemeinden, die bereits heute incl. Gewerbe strommäßig völlig autark sind? Lässt sich dieses Modell nicht sehr viel kostengünstiger flächendeckend ausrollen? Österreich macht es uns vor - blamabel für uns, an denen doch die ganze Welt genesen soll... Wieviel Strom brauchen wir überhaupt? Welche unnötigen Stromfresser brauchen wie viel Strom am Tag? Wie viele hell erleuchtete Autobahnen mit Straßenlaternen?? Wie viele taghell erleuchtete Gebäude? Welche unsinnigen Elektrogeräte gibt es in den Haushalten, wie viele unnötigen Elektroanlagen im öffentlichen Bereich? Warum wird nicht mehr das Thema "Energie selbst gewinnen und verbrauchen" angeregt und gefördert? In EFH und MFH würden sehr kleine Speicher reichen, wenn das Dach mit Solar voll wäre, hochmoderne fast lautlose Windräder in Akkus Strom pumpen würden und das ganze noch mit Kleinkraftwerken und Biogas unterstützt würde... Warum muss meine Photovoltaikanlage unbedingt den Strom ins Netz speisen, damit ich ihn dann wieder aus dem Netz zurückkaufe??? Wann beginnen wir, international oder zumindest Europäisch zu denken? Solar in Südspanien und Portugal, ggf. auch in Afrika (da gibt es ja nicht nur Gaddafis...), Wind in Norwegen... aber neee, immer die Maas, die Memel und den Westwall im Hinterkopf...
4. Luft oder CO² ...
duanehanson 15.04.2011
Zitat von J4ckyIst ein alter Hut und wird sicher in Deutschland genauso erfolgreich bekämpft wie die CCS-Technik. Da das Prinzip das selbe ist, es sich allerdings um CO2 handelt. Ne hübsche Luftmine baut man im Zweifel dennoch.
... im Boden zu lagern ist aber ein hübscher Unterschied. Bei einer Undichtigkeit in einem CO²-Lager sterben die drumherumlebenden Menschen nämlich wie die sprichwörtlichen Fliegen, das geht sogar noch wesentlich schneller als bei einem GAU im Atomkraftwerk.
5. künstliches Methan
se123 15.04.2011
War nicht erst vor ein paar Tagen ein Artikel in SPON, in dem stand dass Methan wesentlich klimafeindlicher ist als CO2. Mir fehlt der glaube, dass bei geöffneten und wiederbefüllten Erdgaslagern nicht ein kleiner Prozentsatz austritt und somit ist die ganze klimafreundlichkeit weg. Aber grundsätzlich interessante Gedanken
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Pumpspeicher-Kraftwerke

Agentur für Erneuerbare Energien
Batterien, Spulen, Schwungräder, Druckluftspeicher - es gibt viele Möglichkeiten, Strom zu speichern, um die Erzeugung und den Verbrauch ins Gleichgewicht zu bringen.

Pumpspeicher-Kraftwerke haben einen niedrigeren Wirkungsgrad als andere Technologien. Das heißt: Sie können nur einen vergleichsweise geringen Prozentsatz der eingesetzten Energie wieder in das Netz zurückgeben.

Dennoch gibt es bislang keine Alternative zu den Pumpspeicher-Kraftwerken: Alle anderen Technologien sind entweder viel zu teuer, noch nicht ausgereift oder können nur kleine Mengen an Energie speichern.


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