Storelectric erwirbt 550 Hektar großes Gelände in Teesside für die Entwicklung von unterirdischer Langzeitspeicherung (ca. 250 MWh)

de.wedoany.com-Bericht: Mit dem Ausbau intermittierender erneuerbarer Energien steigt der Bedarf an Langzeitspeicherung (LDES) im Stromnetz kontinuierlich. Unterschiedliche geologische Bedingungen und Anwendungsszenarien erfordern maßgeschneiderte Speicherlösungen, und immer mehr Entwickler richten ihren Blick auf unterirdische Räume.

Unterirdische Energiespeicher können einige Einschränkungen herkömmlicher elektrochemischer Batterien in Bezug auf Degradation, thermisches Durchgehen und Lieferkette umgehen, doch Druckluftspeicher (CAES) und unterirdische Gravitationsspeicher (UGES) haben jeweils ihre eigenen technisch-wirtschaftlichen Herausforderungen. Zu den Fortschritten auf beiden Wegen stellten Tallat Azad, CEO von Storelectric, und Mark Swinnerton, Gründer und CEO von Green Gravity, die neuesten Entwicklungen bei CAES und UGES vor, während Edward Barbour, außerordentlicher Professor für Energiesysteme und Energiespeicherung an der University of Birmingham, eine Analyse der breiteren Perspektiven lieferte.

Das Prinzip von CAES besteht darin, Luft und Wärme zu speichern. Barbour erklärte, dass beide bei Energiebedarf kombiniert werden, um heiße Druckluft zu erzeugen, die eine Turbine antreibt. Wirkungsgradverluste sind unvermeidlich. Storelectric strebt einen Wirkungsgrad von etwa 62 % an, doch Azad gab an, dass die beiden CAES-Kraftwerke des Unternehmens derzeit einen Wirkungsgrad von etwa 42 % aufweisen. Die ins Netz einspeisbare nutzbare Energie ist aufgrund des Kraftwerkswirkungsgrads geringer als die im Kavernenspeicher gespeicherte Menge.

UGES verlässt sich vollständig auf potentielle Gravitationsenergie. Barbour erklärte, dass schwere Massen oben potentielle Energie speichern und beim Absenken über einen Motor Energie freisetzen. Swinnerton sagte, dass Schachtanlagen ideale Standorte für UGES seien; die zugrunde liegende Physik besage, dass Energie gleich Masse mal Höhe ist, weshalb große Massen mit entsprechender Höhe kombiniert werden müssen.

Die geologischen Bedingungen bestimmen weitgehend die technologische Route. Barbour erklärte, dass CAES in geeigneten Salzformationen in etwa 500 Metern Tiefe wirtschaftlich tragfähig sei und die Kosten unter 5 Pfund (6,75 US-Dollar) pro Kilowattstunde (kWh) liegen könnten. Azad ergänzte, dass Salzkavernen nach ihrer Errichtung nur einmal pro Jahrzehnt gewartet werden müssten und jahrzehntelang oder sogar jahrhundertelang betrieben werden könnten. Hartgesteinsminen wurden ebenfalls für CAES in Betracht gezogen, bergen jedoch Leckagerisiken; Salz ist im Wesentlichen selbstabdichtend, was sein einzigartiger Vorteil ist.

Stillgelegte Bergwerke bieten bereits vorhandene Höhenunterschiede, und Swinnerton sieht darin „einen der besten Orte, um Höhenunterschiede zu finden". Daher bieten Schachtanlagen bei UGES technisch-wirtschaftliche Vorteile, und ihre Infrastruktur kann ebenfalls jahrzehntelang oder länger genutzt werden. Weltweit gibt es derzeit fast 2 Millionen stillgelegte Bergwerke; die Wiederverwendung von Land, Anlagen und geografischer Lage dieser Bergwerke ist der Hauptgrund für ihre Umwandlung in Energiespeicheranlagen.

Die Speicherkapazität von UGES hängt von Masse und Höhe ab. Swinnerton erläuterte, dass Hunderttausende stillgelegter Bergwerke als mittlere Schachtanlagen eingestuft werden können, die eine Speicherkapazität von 20 bis 50 Megawattstunden (MWh) bieten; größere Schachtanlagen sind ebenfalls zahlreich vorhanden und können einzeln 150 MWh bis 350 MWh Energie liefern. Da viele Bergwerke über mehrere Schächte verfügen – beispielsweise ein Bergwerk mit zehn Schächten – kann das Speicherpotenzial nach der UGES-Installation die Größenordnung von Gigawattstunden (GWh) erreichen.

Die Speicherkapazität von CAES hängt von der Kavernengröße ab. Storelectric hat kürzlich ein etwa 550 Hektar großes Gelände in Teesside erworben, das einst ein bedeutendes Industrie- und Chemiezentrum war und über reichhaltige Kavernenressourcen verfügt. Azad gab an, dass diese Kavernen durchschnittlich etwa 60.000 Kubikmeter groß seien, was etwa 250 MWh Energie entspreche und ungefähr 70.000 oder 80.000 Haushalte für eine Stunde mit Strom versorgen könne. Er wies darauf hin, dass dies die Energiedichte der Kaverne selbst sei; nach der Freisetzung über die Turbine müssten Wirkungsgradverluste abgezogen werden, sodass die tatsächlich ins Netz eingespeiste Energie unter diesem Wert liege.

Beide technologischen Routen befinden sich noch in einem frühen Stadium. Green Gravity nahm 2023 seine erste Pilotanlage in Betrieb, während die Übernahme des Teesside-Geländes durch Storelectric den Höhepunkt eines dreijährigen Due-Diligence-Prozesses markiert. Mit dem wachsenden Bedarf des Stromnetzes an maßgeschneiderten Langzeitspeicherlösungen hält die Innovationsdynamik in diesem Bereich weiter an. Barbour ist der Ansicht, dass Wasserstoffspeicherung in Salzkavernen eine führende Technologie sei und Biomethan in Salzkavernen ebenfalls vielversprechend sei; Wärmespeicherung gehöre zu den „am einfachsten zu realisierenden Ergebnissen" und könne Wärme in der Regel zu relativ geringen Kosten über lange Zeiträume speichern, was sie zu einer Option mache, wenn Energie später in Form von Wärme genutzt werden soll.