Energiewende: US-Forscher planen Stromspeicher, der das Klima schützt

Energiewende: US-Forscher planen Stromspeicher, der das Klima schützt

von Wolfgang Kempkens

US-Forscher wollen das Klimagas CO2 einfangen - und gleichzeitig gigantische Energiespeicher für Ökostrom schaffen.

Mit einer genialen Idee wollen US-Wissenschaftler das Kohlenstoffdioxid-Problem (CO2) der Welt lösen, den Betrieb fossiler Kraftwerke klimaneutral ermöglichen und gleichzeitig die schwankende Stromproduktion aus Solar- und Windkraftanlagen ausgleichen.

Klingt zu gut, um zu wahr zu sein? So soll es funktionieren:

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Das CO2 soll aus den Rauchgasen in den Kraftwerken abgetrennt werden, wie es auch beim CCS-Verfahren (Carbon Dioxide Capture and Storage, also dem Abtrennen von CO2 und Lagerung in geologischen Strukturen) geplant ist. Zwei Kohlekraftwerke in Nordamerika arbeiten schon mit der Technik.

Flüssiges CO2 als Stromspeicher

Im nächsten Schritt wollen die US-Forscher das CO2 unter die Erde verpressen. Auch das ist keine neue Idee. Das GeoForschungsZentrum Potsdam hat die Verpressungstechnik bereits erfolgreich in Deutschland im brandenburgischen Ketzin getestet. Allerdings ist das CCS-Verfahren bis heute kaum wirtschaftlich, weil es die Kosten der Stromproduktion in den Kohlekraftwerken um 30 bis 70 Prozent erhöht.

Doch anders als bisher wollen die Amerikaner mit ihrer Technik die Wirtschaftlichkeit erreichen.

Sie wollen das CO2 auf eine Temperatur von gut 30 Grad Celsius erwärmen und mit einem Druck von rund 75 bar in unterirdische Hohlräume pressen. Bei diesem Druck- und Temperaturverhältnis ist CO2 superkritisch, wie der Fachausdruck heißt. Das in diesem Zustand flüssige Gas wird heute schon vielfach genutzt. Es ist ein ideales Lösungsmittel etwa für Aromen und Koffein, weil es die Wertstoffe, anders als organische Lösungsmittel, nicht verunreinigt.

Nach den Plänen eines Teams um Tom Buscheck vom renommierten Lawrence Livermore National Laboratory in Kalifornien, so schreibt die internationale Wissenschaftszeitschrift „New Scientist“, soll das flüssige CO2 in Hohlräume gepresst werden, die mehr als 1000 Meter unter der Erdoberfläche liegen.

"Das Verfahren wäre wirtschaftlich"So weit die Parallele zum bisher bekannten CCS-Verfahren. Buscheck und sein Team wollen aber aus dem CO2 einen Stromspeicher machen.

Das Gas soll jedoch nicht endgültig im Untergrund bleiben, sondern bei Bedarf zur Stromproduktion genutzt werden. Wie bei einem Druckluftspeicher-Kraftwerk strömt das superkritische CO2 dann über die Schaufeln einer Turbine, die einen Generator antreibt, wieder an die Oberfläche. CO2 ist in dieser Form weitaus effektiver als Luft und sogar als Dampf.

Nachdem das Klimagas seine Arbeit getan hat, wird es wieder in den Untergrund gepresst. Die gewaltigen Pumpen, die das Klimagas in den Untergrund pressen, könnten mit überschüssigem Ökostrom angetrieben werden. So entsteht der Speicher.

Wirkungsgrad von 96 Prozent„Der einzige Weg, das CO2-Problem von fossilen Kraftwerken zu lösen, ist ein Verfahren, das ökonomisch sinnvoll ist“, sagt Buscheck. Seine Lösung erfülle diesen Anspruch. Zumal er noch eine weitere Speichermöglichkeit im Visier hat. Das superkritische CO2 soll in Hohlräume gepresst werden, in denen sich Salzwasser befindet. Dieses würde an die Erdoberfläche gedrängt, dort gesammelt und mit Überschussstrom erwärmt.

Die heiße Lake soll dann wieder in tief gelegenen Felsformationen gepumpt werden, die die Wärmeenergie speichern. Gleichzeitig verdichtet sie das benachbarte superkrische CO2 und erhöht dessen Druck weiter, was sich positiv auf die Stromproduktion im Turbogenerator auswirkt.

Das Gesamtsystem könne einen Wirkungsgrad von 96 Prozent erreichen, meint Buscheck. Es ginge also im Speicherprozess kaum Strom verloren. Die besten Druckluftspeicher erreichen einen Wirkungsgrad von 70 Prozent.

„Es besteht kein Zweifel daran,  dass wir erwägen müssen, Hybridtechnologien dieser Art zu nutzen“, sagte Peter Cook von der University of Melbourne in Australien dem New Scientist. Cook gehört zu den weltweit wichtigsten Wissenschaftlern im Bereich erneuerbare Energien. Eine Umsetzung des Verfahrens seiner amerikanischen Kollegen hält er für machbar, weil alle dazu nötigen Techniken erprobt seien.

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