News – Nachrichten aus der Energieforschung
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AA-CAES – Forschungsziele
„Adiabate Speicherkraftwerke” (AA-CAES) speichern nicht nur die Druckluft, sondern – in einem separaten Wärmespeicher – auch die Wärme, die beim Verdichten der Luft frei wird (Abb 4). Für die Stromerzeugung wird die Wärme der zur Turbine strömenden Druckluft wieder zugeführt. Dies macht den Einsatz von Erdgas überflüssig. Allein mit regenerativem Strom betrieben, sollen AA-CAES Wirkungsgrade von bis zu 70% erreichen. Die Entwicklung wurde durch die Europäische Union gefördert, steht aber noch am Anfang. Nahezu alle Komponenten müssen neu entwickelt werden. Entsprechend vorsichtig sind die Forscher mit Prognosen, wann die Technik einsatzbereit ist. Ein Demonstrationskraftwerk könnte in fünf bis zehn Jahren gebaut werden. Bis dahin sind noch zahlreiche Aufgaben zu lösen:
Wärmespeicher werden mit einer Speicherkapazität bis zu 1.200 MWth bei Temperaturen von über 600°C benötigt. Zwei Entwicklungslinien werden untersucht:
- Feststoffspeicher aus Keramik, Natursteinen, Beton oder Gusseisen könnten direkt be- und entladen werden. Sie haben sich in der Industrie bewährt, sind einfach aufgebaut und haben eine große Wärmeübertragungsfläche. Allerdings erfordern Feststoffspeicher eine druckfeste Hülle.
- Eine ebenfalls industriell vielfach erprobte Technologie nutzt kommerziell verfügbare Flüssigkeiten. Die Be- und Entladung erfolgt über Wärmetauscher mit entsprechenden Temperatur- und Druckverlusten. Dafür können aber kostengünstige Behälter verwendet werden.
Kompressoren für die Speicherbeladung sollen Temperaturen bis 600°C verkraften und Drücke bis 160 bar erzeugen. Erforderlich ist zudem ein hoher Wirkungsgrad, ein variabler Durchsatz und eine schnelle Verfügbarkeit mit wenigen Minuten Anfahrzeit. Designstudien für entsprechende Radialkompressoren sind ermutigend.
Luftturbinen müssen neu entwickelt werden, die durch Expansion der komprimierten, heißen Luft auf Atmosphärenniveau Leistungen bis 300 MW erreichen. Herausforderungen sind u. a.: hohe Leistungsdichte, hohe Eintrittstemperaturen, große Volumenströme und Volumenstromänderungen. Gleichzeitig soll ein hoher Wirkungsgrad über dem gesamten Lastbereich bei niedrigen spezifischen Kosten erreicht werden.
