CAESsüsteeme

CAES-Speichersysteme (Compressed Air Energy Storage) speichern elektrische Energie durch das Komprimieren von Luft und deren späteres Freisetzen in Turbinen zur Stromerzeugung. Überschüssiger Strom wird genutzt, um Luft in unterirdische Hohlräume, Salzkavernen oder Druckbehälter zu pressen. Bei der Entladung wird die Luft freigegeben, expandiert durch Turbinen und erzeugt so wieder Elektrizität. Oft wird die Kompressionswärme entweder zur Erhöhung der Effizienz zurückgeholt oder extern genutzt, je nach Konzeption.

Technologien unterscheiden sich vor allem im Umgang mit der während der Kompression erzeugten Wärme. Bei diabatischen CAES-Systemen wird die Wärme separat genutzt oder verbrannt, um den Prozess zu ermöglichen. Bei adiabatischen CAES-Systemen wird die Wärme während der Kompression aufgezeichnet und bei der Expansion wieder zugeführt. Isotherme CAES-Konzepte zielen darauf ab, Temperaturänderungen möglichst gering zu halten. Speicherformen umfassen geologische unterirdische Lagerräume wie Salzkavernen oder Aquifere für große Kapazitäten sowie druckbehälterbasierte Systeme für kleinere Anwendungen.

Anwendungen und Leistungsmerkmale: CAES dient der Glättung von Netzlasten und der Bereitstellung schneller Reaktionsleistungen im Zusammenspiel mit Wind- und Solarenergie. Die gespeicherte Energiemenge reicht typischerweise von einigen Megawattstunden bis zu mehreren hundert Megawattstunden, oft über mehrere Stunden. Historische Anlagen befinden sich in Huntorf (Deutschland) und McIntosh (USA). Die Round-trip-Effizienz liegt häufig im Bereich von 40–60 %, moderne Konzepte und adiabatische/isotherme Varianten streben teils höhere Werte an.

Umwelt und Perspektiven: CAES benötigt geeignete geologische Speicherstätten und kann hohe Investitionskosten verursachen. Emissionen hängen von der Wärmequelle ab; bei gasbetriebenen Rehevorgängen entstehen Emissionen. Vorteile sind schnelle Verfügbarkeit, lange Lebensdauer und Skalierbarkeit für saisonale Speicherbedürfnisse. Zukünftige Entwicklungen zielen auf höhere Effizienz durch verbesserte Wärmerückgewinnung, integrierte Wärme- und Stromspeicherung sowie Hybridkonzepte mit Wasserstoff- oder Power-to-Gas-Verfahren.