Luft gibt es umsonst. Was liegt da näher, als sie hoch komprimiert zur Speicherung von Solar- und Windstrom zu nutzen, der zur falschen Zeit produziert wird?
Es gibt da allerdings ein Problem: Beim Komprimieren der Luft entsteht, wie beim Aufpumpen von Fahrradreifen, Wärme, die im Normalfall verloren geht. Das reduziert den Wirkungsgrad eines solchen Luftspeichers auf 40 Prozent.
Derzeit arbeiten mehrere Unternehmen daran, dieses Problem zu lösen: Die Energietechnikunternehmen Alstom und MAN Turbo zum Beispiel wollen Großanlagen bauen, in denen riesige Tanks voller Flüssigsalz die enstehende Wärme speichern. Die Luft würden Ingenieure in Kavernen pressen, die aus gewaltigen Salzstöcken herausgespült werden.
Damit lässt sich ein Wirkungsgrad von immerhin mehr als 60 Prozent erreichen. Die Investitionskosten sind allerdings so groß, dass noch kein Stromerzeuger den Mut hatte, eine solche Anlage in Auftrag zu geben.
Small is beautifulBessere Chancen haben deshalb Unternehmen, die kleine Lösungen entwickelt haben - LightSail aus Berkeley in Kalifornien etwa. Deren 250-Kilowatt-Luftspeicher puffert die entstehende Wärme in Form von Wasser.
Den Abtransport der Wärme haben die US-Ingenieure raffiniert geregelt. Sie sprühen einfach kontinuierlich Wasser in die Kompressionskammer. Dieses erwärmt sich und fließt in den Speicher. Die Luft wird in Stahltanks gepresst, die in einen gängigen Container passen, sodass auch mobile Einsätze möglich sind.
Wenn Wind- oder Solaranlagen zu viel Strom produzieren, füllt eine Hochdruckpumpe die Tanks. Herrscht Strommangel, schießt die Luft aus den Stahltanks heraus und treibt einen Turbogenerator an.
Normalerweise würde die Anlage aber innerhalb von Sekunden einfrieren. Wenn sich Druckluft entspannt, reduziert sich schlagartig ihre Temperatur auf ein Niveau unter dem Gefrierpunkt. In dem Konzept von LightSail verhindert das wiederum die gespeicherte Wärme.
LightSail-Gründerin und Chefforscherin Danielle Fong (bemerkenswert: sie startete ihre Doktorarbeit schon mit 17 an der US-Eliteuni Princeton) erwartet, dass der Markt für Druckluftspeicher schon bald explodieren wird. Kürzlich schrieb der US-Bundesstaat Kalifornien vor, dass Energieversorger künftig auch Batteriekapazität vorhalten müssen.
Für diesen Markt glaubt sich LightSail gut gerüstet. Die Speichertechnologie könnte künftig so kostengünstig wie Pumpwasserkraftwerke sein, glaubt der CEO des Startups Steve Crane.
Auch in Deutschland sind Speicher-Startups aktivDas glauben auch die Investoren von LightSail: Zu denen zählt seit Februar auch der französische Ölkonzern Total. Schon länger beteiligt am Unternehmen ist der Wagniskapitalgeber Khosla Ventures und Microsoft-Gründer Bill Gates. In fünf Finanzierungsrunden nahmen die Kalifornier insgesamt 37,3 Millionen US-Dollar ein.
Aber auch in Deutschland arbeiten Unternehmen an den Druckluftspeichern: Das Jungunternehmen CAEstorage (CAES= Compressed Air Energy Storage, Druckluft-Energiespeicher) aus dem Örtchen Egenhofen bei Augsburg hat eine mindestens ebenso pfiffige Lösung gefunden, bei der nicht einmal ein Wärmespeicher nötig ist.
Die Oberschwaben komprimieren die Luft mit einem Kolben, der von einer Hydraulikflüssigkeit bewegt wird, ohne dass Wärme in nennenswerten Mengen entsteht. Diese Technik ist millionenfach erprobt. Derartige Kompressoren gibt es in jedem Auto. Sie sorgen für Druck im Hydrauliksystem, damit schon ein sanfter Tritt aufs Bremspedal genügt, um das Fahrzeug stark abzubremsen.
Wird Strom benötigt, drückt die Luft den Kolben in die Gegenrichtung. Die Hydraulikflüssigkeit strömt durch einen Spezialmotor, der mit einem Generator zur Stromerzeugung gekoppelt ist. Die Umstellung vom Speicher- auf Generatorbetrieb geht blitzschnell. Noch in diesem Jahr wollen die CAES-Gründer ihren ersten Speicher ans Netz anschließen.
