Eine dieser Energiespeichertechnologien, die immer mehr Aufmerksamkeit erregt, ist die Compressed Air Energy Storage (CAES).
Was ist CAES?
CAES ist eine Form der Energiespeicherung im Netzmabstab, die uberschussigen Strom nutzt, um Luft in einer unterirdischen Kaverne zu komprimieren und zu speichern. Wenn der Strombedarf steigt, wird die komprimierte Luft freigesetzt, mit Erdgas oder anderen Brennstoffen erhitzt und uber eine Turbine zur Stromerzeugung entspannt.
Vergleich von CAES mit anderen Energiespeichersystemen
Pumpspeicherkraftwerke
Pumpspeicherkraftwerke (PHS) sind derzeit die am weitesten verbreitete Energiespeichertechnologie und machen uber 95 % der weltweit installierten Energiespeicherkapazitat aus. Dabei wird Wasser von einem tiefer gelegenen Reservoir in ein hoher gelegenes Reservoir gepumpt, wenn uberschussiger Strom verfugbar ist. Bei steigendem Strombedarf wird das Wasser uber Turbinen zur Stromerzeugung zuruck in das Unterbecken geleitet.
- Zu den Vorteilen von PHS gehoren:
- Lange Lebensdauer (50+ Jahre) mit minimaler Verschlechterung
- Hohe Energieeffizienz (ca. 80 % bis 90 %)
- Grobe Lagerkapazitat
- Fahigkeit, schnell auf Änderungen des Strombedarfs zu reagieren
PHS erfordert jedoch bestimmte geografische Bedingungen und ist durch verfugbare Standorte mit geeigneter Topographie und Wasserressourcen begrenzt.
Referenz: US-Energieministerium – Pumpwasserkraft
Lithium-Ionen-Batterien
Lithium-Ionen-Batterien (LIBs) werden haufig in tragbaren Elektronikgeraten und Elektrofahrzeugen eingesetzt und werden zunehmend zur Energiespeicherung im Netzmabstab eingesetzt. LIBs speichern elektrische Energie durch reversible chemische Reaktionen, die zwischen den Lithiumionen in den Elektroden der Batterie stattfinden.
- Zu den Vorteilen von LIBs gehoren:
- Hohe Energiedichte (mehr gespeicherte Energie pro Massen- oder Volumeneinheit)
- Schnelle Reaktionszeiten
- Modularitat, die eine einfache Skalierbarkeit ermoglicht
- Flexibilitat bei der Installation
Allerdings haben LIBs einen relativ kurzeren Lebenszyklus (5–15 Jahre), eine begrenzte Energiespeicherkapazitat und sind im Vergleich zu anderen Energiespeichertechnologien immer noch teuer. Zu ihrer Herstellung gehort auch die Gewinnung seltener Erden.
Referenz: US-Energieministerium – Batteriespeicher werden erschwinglicher
CAES im Vergleich
Im Vergleich zu anderen Energiespeichersystemen wie PHS und LIBs bietet CAES deutliche Vorteile:
- Grobe Speicherkapazitat: CAES-Systeme konnen grobe Energiemengen uber langere Zeitraume speichern und eignen sich daher gut fur Anwendungen, die langere Entladezeiten erfordern.
- Lange Lebensdauer: Bei ordnungsgemaber Wartung haben CAES-Komponenten eine Lebensdauer von uber 30 Jahren.
- Nutzung bestehender Infrastruktur: CAES kann bestehende Erdgaspipelines und Kavernen zur Speicherung nutzen und so die Infrastrukturkosten senken.
- Schnelle Reaktionszeiten: CAES-Systeme verfugen uber eine hohe Rampenrate, sodass sie schnell auf Änderungen des Strombedarfs reagieren konnen.
Fur CAES bestehen jedoch einige Herausforderungen, darunter die Notwendigkeit, die mit der Verbrennung von Erdgas zur Lufterwarmung verbundenen Treibhausgasemissionen anzugehen, sowie mogliche geologische Einschrankungen fur unterirdische Kavernen.
Zusammenfassend lasst sich sagen, dass CAES zwar Vorteile gegenuber anderen Energiespeichertechnologien hinsichtlich Grobe und Lebenszyklus hat, es jedoch von entscheidender Bedeutung ist, die Forschungs- und Entwicklungsbemuhungen fortzusetzen, um die Effizienz zu steigern und die Umweltauswirkungen zu reduzieren. Da sich die Energiespeicherlandschaft weiterentwickelt, wird wahrscheinlich eine Kombination verschiedener Energiespeichertechnologien erforderlich sein, um ein nachhaltiges und zuverlassiges Stromnetz zu gewahrleisten.