Erneuerbare Energien: In China geht der größte Druckluft-Stromspeicher der Welt ans Netz

In China, genauer gesagt in der Provinz Hubei in Zentralchina, ging kürzlich eine Anlage ans Netz, die einen wesentlichen Fortschritt in Sachen Energiespeicherung darstellt. Es handelt sich um ein Druckluftspeicherkraftwerk namens „Nengchu-1“, das seit Anfang 2024 im Testbetrieb lief und nun Anfang des Jahres in den kommerziellen Betrieb überging. Hinter der Anlage steht die staatliche China Energy Engineering Group (CEEC). Nach deren Angaben handele es sich um das größte Speicherkraftwerk der Welt – mit einer Leistung von 300 Megawatt. Weitere Speicher mit noch größerer Leistung sollen folgen.

Chinas Energiewende wird vorangetrieben

In China setzt man auf die Technologie von Druckluftspeichern große Hoffnungen., wenn es darum geht, Energie aus erneuerbaren Quellen in großem Maßstab zu speichern. Die sogenannten Compressed-Air-Energy-Storage-Anlagen (CAES) stellen eine großindustrielle Lösung für die Energiespeicherung dar. „CAES-Anlagen sind wie gigantische Powerbanks für das Stromnetz„, so Song Hailiang, CEO von CEEC.

Bei CAES-Anlagen wird der Strom aus erneuerbaren Quellen genutzt, um Kompressoren anzutreiben, die Luft verdichten und in unterirdische Hohlräume pumpen. Sollte es einen Bedarf an Energie geben, wird die unter Druck stehende Luft wieder freigesetzt, wobei sie Turbinen antreibt. Diese erzeugen dann ihrerseits wieder Strom. „ Der erfolgreiche Netzanschluss von ‚Nengchu-1‘ bietet eine ‚chinesische Lösung‘ für die globale Herausforderung der Instabilität in neuen, von erneuerbaren Energien dominierten Stromnetzen„, so Song.

Hauptsächlich gibt es zwei Varianten, wie die Anlagen funktionieren. Ältere CAES-Technologie nutzt Erdgas, um die Druckluft zu erhitzen, bevor sie in die Turbine eintritt. Dabei wird allerdings nur ein relativ moderater Wirkungsgrad von 42 bis 54 Prozent erreicht. Ganz zu schweigen von der Tatsache, dass weiter fossile Brennstoffe benötigt werden. Derartige Anlagen werden als diabatische Anlagen bezeichnet. Neuere Anlagen, wie die Stromspeicher in China, setzen auf adiabatische CAES-Technologie, bei der die bei der Luftkompression entstehende Wärme in thermischen Speichern aufbewahrt und anschließend wieder zur Erwärmung der Luft genutzt wird. Dabei gibt es keinen Bedarf an zusätzlichen Brennstoffen und es wird ein Wirkungsgrad von 64 bis 70 Prozent erreicht.

Druckluftspeicher werden immer günstiger

Die Nengchu-1-Anlage kann Energie für bis zu fünf Stunden abgeben, was einer Speicherkapazität von etwa 1.500 Megawattstunden entspricht. Als Energiespeicher werden zwei Salzkavernen verwendet, die etwa 600 Meter unter der Erde liegen und die 1,9 Kubikmeter Luft pro Jahr fassen sollen, aus denen 500 Millionen Kilowattstunden Strom erzeugt werden sollen. Dabei werden laut Betreiber 159.000 Tonnen Kohle und 411.000 Tonnen CO2-Emissionen eingespart.

In China begann man erst nach dem Jahr 2000, sich mit der CAES-Technologie auseinanderzusetzen. Allerdings wurden die Forschungsbemühungen konzentriert und dabei erhebliche Fortschritte erzielt. Heute sind in China etwa 500 Megawatt an CAES-Kapazität am Netz. Das ist mehr als im Rest der Welt zusammen. Ende 2024 begann außerdem der Bau einer 700-Megawatt-Anlage in Jintan, die eine Speicherkapazität von 2.800 Megawattstunden haben soll.

Allerdings ist noch fraglich, wie weit sich CAES-Anlagen generell verbreiten werden. In jedem Fall bieten sie deutliche Vorteile für Energiesysteme, die einen hohen Anteil erneuerbare Quellen haben. Mit einer Bauzeit von etwa zwei Jahren können sie deutlich schneller gebaut werden als Pumpspeicherkraftwerke und Energie dann länger speichern als dies wirtschaftlich mit Batterien möglich ist. Allerdings sind die Kosten für die Anlagen relativ hoch. Außerdem benötigen sie spezifische geologische Voraussetzungen. Chinesische Ingenieure arbeiten allerdings bereits an Anlagen, die auf künstlich angelegte Tunnel statt natürliche Speicherorte setzen.

Und auch die Wirtschaftlichkeit der Anlagen wird stetig verbessert. Laut CEEC hat die aktuelle Anlage bereits 30 Prozent niedrigere Kosten pro Kilowatt als das vorherige Demonstrationsprojekt. In China könnten CAES-Anlagen mittelfristig zur kostengünstigsten Option für Langzeitspeicher werden.

via SASAC