Sind Druckluftkraftwerke die idealen Stromspeicher?

Können Druckluft-kraftwerke ein Problem der erneuerbaren Energien lösen? Ingenieure in aller Welt arbeiten an sinnvollen Lösungen für das Speichern von überschüssigem Strom. Wir haben uns die Technik der Druckluftkraftwerke angesehen.

Eine Möglichkeit zur Stromspeicherung sind Pumpspeicherkraftwerke, bei denen in Zeiten mit einem zu hohen Stromangebot Wasser einen Berg hinaufgepumpt wird. Ist der Strom knapp, fließt das Wasser über einen Generator wieder abwärt und produziert Strom. Das ist eine einfache Idee, aber sehr wirkungsvoll. Leider jedoch begrenzt in der Umsetzung: Für Pumpspeicherkraftwerke sind heftige Eingriffe in die Natur nötig, neue Kraftwerke werden kaum noch gebaut.

Da liegt eine ähnliche Idee nahe: Warum pumpt man nicht einfach Luft statt Wasser? Allerdings nicht den Berg hoch, sondern in die Tiefe? Die dazu benötigten Hohlräume gibt es in Form von ehemaligen Erdgas-Lagerstätten und ausgebeuteten Bergwerken genug. Mit Hilfe von Turbinen ließe sich Luft in die Tiefe pumpen, die dann über Generatoren wieder abgelassen werden könnte.

Tatsächlich ist diese Idee nicht neu, sie wurde sogar schon zweimal umgesetzt. Eines dieser Druckluftkraftwerke steht in den USA, das zweite seit über 30 Jahren im niedersächsischen Huntorf.

Warum gibt es nur zwei Druckluftkraftwerke, wenn die Idee doch so bestechend einfach ist? Der Grund liegt in dem geringen Wirkungsgrad von rund 50% das ist im Vergleich zu den bis zu 85%, die ein Pumpspeicherkraftwerk bringt, sehr wenig. Auch wenn überschüssiger Strom billig ist, so lohnt seine Verschwendung natürlich nicht. Der Wirkungsgrad liegt deshalb so niedrig, weil Wasser andere physikalische Eingenschaften als Luft hat.

Das größte Hindernis dabei ist, dass Luft nicht so viel Energie speichern kann wie Wasser. Es braucht eine Menge Energie, um Wasser aufzuheizen. Im Falle des Druckluftkraftwerks heißt das: Die Luft erwärmt sich stark, wenn sie unter Druck gerät. Je nach Druck und Geschwindigkeit der Druckerhöhung können das sogar bis zu astronomischen 1.000 Grad sein.

Das umgekehrte Problem entsteht beim Ablassen: Entspannt sich Luft, kühlt sie sich stark ab. Die enthaltene Restfeuchte in der gespeicherten Luft würde zu Eis - und den Generator beschädigen. Deshalb sind Druckluftkraftwerke wie das in Huntdorf eigentlich Gaskraftwerke. Der Huntorf-Betreiber E.on formuliert es ganz genau: Huntorf sei ein "Luftspeicher-Gasturbinenkraftwerk". Die entweichende Luft wird mit Erdgas angereichert und verbrannt. Die heißen Abgase treiben die Gasturbine an und erzeugen Strom.

An einem kommt man jedoch nicht vorbei: Im herkmmlichen Sinn sind weder Druckluftkraftwerke noch Pumpspeicherkraftwerke Kraftwerke. Sie produzieren unter dem Strich keine Kilowatstunde Strom, sondern sind eher Stromspeicher.