Stromerzeugung aus Druckluftspeichern
Im den 70er-Jahren entwickelten deutsche Ingenieure die Lösung für ein Problem, das es damals noch gar nicht gab: Stromspeicherung. In zwei unterirdischen Salzkavernen bauten sie den weltweit ersten Druckluftspeicher im niedersächsischen Huntorf.
Das Prinzip eines Druckluftspeichers ist schnell erklärt: man pumpt Luft in den Boden pumpen und lässt ihn später bei Bedarf durch Turbinen fließen, um damit Strom zu erzeugen.
In der noch bestehenden Anlage in Huntorf wird bis zum heutigen Tag überschüssiger Strom genutzt, um Luft zu komprimieren und einzulagern. Das Verfahren ist international unter dem Begriff CAES (Compressed Air Energy Storage) bekannt und wurde auch schon in mehreren Studien wissenschaftlich behandelt.
Die aktuellste Studie „A comprehensive review of compressed air energy storage technologies: Current status and future trends“ datiert vom April 2025 und wurde durch ein chinesisches Team von Wissenschaftlern publiziert.
Deutsches Syndrom: „Wer hat’s erfunden?“ v. "Wer macht's bekannt?"
Leider passierte nach der Inbetriebnahme von Huntorf im Jahr 1978 fast nichts. Die USA bauten 1991 eine Anlage in Alabama, die MacIntosh Power Plant. Ein deutsches Großprojekt in Staßfurt scheiterte 2015. Die Zukunft, so schien es, gehörte den Batterien, die heute zehn Mal weniger kosten als vor zehn Jahren.
Wenig überraschend gingen der zitierten chinesischen Studie auch chinesische Umsetzungen des Baus von CAES-Anlagen voraus. Ausgerechnet dort, wo heute die Batterien für die halbe Welt produziert werden, erlebt die alte deutsche Technologie ihre Renaissance.
Seit kurzem ist in der chinesischen Provinz Jiangsu eine Druckluftspeicher-Anlage in Betrieb, die mit 2400 Megawattstunden Kapazität und 600 Megawatt Leistung rund 600.000 Haushalte mit Strom versorgen kann.
Es ist die dritte große chinesische Druckluftspeicher-Anlage innerhalb weniger Jahre. Das Land plant weitere CAES-Anlagen. Was veranlasst China, parallel zur dominierenden Batterietechnologie auf eine fast 50 Jahre alte Alternative zu setzen, die auf dem Prinzip deutscher Ingenieurskunst basiert?
Ergänzung zu Batterien
Die Wissenschaftlerin Katja Fröhlich forscht am Austrian Institute of Technology (AIT) zu Speichertechnologien. In einem Interview mit der österreichischen Tageszeitung In einem Interview mit der österreichischen Tageszeitung DER STANDARD erklärte sie die Vorgehensweise Chinas wie folgt::
Sie betonte, dass Batterien einen sehr hohen Wirkungsgrad hätten und flexibler beim Installationsort seien.
Nachteile von CAES-Anlagen
Die technische Umsetzung des Baus und des Betriebs einer CAES-Anlage hat ihre Tücken. Aus der Benutzung eine Fahrradpumpe kennen wir den Effekt, dass eine stärkere Pumpleistung zu Hitzebildung führt.
In den riesigen Druckluftspeichern sind das mehrere hundert Grad Celsius. Wird diese Wärme nicht aufwendig gespeichert, verpufft sie als Verlust.
Umgekehrt gilt: Wenn Luft sich ausdehnt, kühlt sie wieder ab. Gut lässt sich dieser Effekt bei einer Spraydose beobachten, deren Ventil nach längerem sprühen eisig kalt wird. Auch bei Druckluftspeichern kommt es zu diesem Effekt. Strömt also die komprimierte Luft aus der Kaverne durch die Turbinen, sinkt ihre Temperatur rapide. Ohne energieaufwändige Wärmezugabe würden die Gerätschaften vereisen.
Bisher geringer Wirkungsgrad
Die ältere Generation von Druckluftspeichern, wie jener in Huntorf, lässt die entstehende Kompressionswärme einfach entweichen und heizt die Luft beim Ablassen unter der Verwendung von Erdgas wieder auf.
Die negativen Auswirkungen dieses bisherigen Verfahrens liegen auf der Hand. Die Anlage ist durch die Verwendung des fossilen Brennstoffs Gas alles andere als klimaneutral und ihrWirkungsgrad liegt bei sehr bescheidenen 42 Prozent.
Die CAES-Anlage in Jiangsu funktioniert wie riesige unterirdische Batterie.
Überschüssiger Strom aus dem Netz wird während der Nebenzeiten genutzt, um Luft in tiefe unterirdische Salzhöhlen zu komprimieren. Bei späterem Bedarf an Strom wird die Hochdruckluft freigesetzt, um Turbinen anzutreiben und den notwendigen Strom zu erzeugen.
Im Gegensatz zu älteren Technologien fängt die Jiangsu-Anlage die Wärme, die während der Kompression mit einem geschmolzenen Salz- und Druckwassersystem erzeugt wird, und erreicht eine weltweit führende Systemumwandlungseffizienz von 71 Prozent, wie die Harbin Electric Corp. als Betreiber der Anlage mitteilte.
Damit hat die Druckluftspeicher-Technologie einen Wirkungsgrad erreicht, der sehr nahe an den 70 bis 85 Prozent moderner Pumpspeicherwerke in den Bergen liegt.
Geringerer Natureingriff
Im Vergleich zu Pumpspeicherwerken bietet die Speicherung von aus überschüssiger, regenerativ erzeugter Druckluft einen großen Vorteil. Dies betonte auch Katja Fröhlich gegenüber dem STANDARD:
Dieser Vorteil besteht wie so oft nur theoretisch. Im Alstätter Brook im Landkreis Ahaus wollte ein niederländisches Unternehmen bis zum Jahr 2026 einen neuen Druckluftspeicher errichten.
Das auf 20 Hektar aktuell noch landwirtschaftlich genutzter Fläche geplante Großprojekt sorgte bei den Bauernfamilien des Landkreises für Verdruss. Die Argumentation:
Das Projekt steckt fest. Der Betreiber hat inzwischen gewechselt. Ob dieses Projekt realisiert wird, ist in Anbetracht des Widerstands ungewiss.
Die Vorgehensweise erinnert an Planungsverfahren für Windkraftanlagen, bei denen auch über Jahre der Bau verzögert bzw. sogar eingestellt wird.
Die Notwendigkeiten und Kompromisse der Umstellung unserer Energiewirtschaft auf regenerative Verfahren wird in Deutschland auch weiterhin nicht akzeptiert.
Stattdessen planen wir den Bau weiterer Gaskraftwerke zur Sicherung der Stromversorgung bei Schwankungen von Wind- und Solarstrom.
Dieses „Weiter so“ beim Einsatz fossiler Energieträger wird in China offensichtlich differenzierter gesehen, wie die Planungen und der Bau von CAES-Anlagen zeigen.
Deutsche Ideen - umgesetzt bei der Energiewende in dem Land, dessen Energiepolitik über die Entwicklung der Erderwärmung entscheidet: China!