Neue Wege zur Speicherung von regenerativ erzeugtem Strom zu untersuchen: Das ist das Anliegen des neuen Forschungsvorhabens „Huntorf2020“. Forscher der TU Clausthal arbeiten in dem 1,85-Millionen-Euro-Projekt zusammen mit der Uniper Kraftwerke GmbH, der Betreiberin des weltweit ersten Druckluftspeicherkraftwerks im niedersächsischen Huntorf.

Nach dem Kickoff-Meeting Ende Februar in Goslar haben sich die Projektteilnehmer Ende Mai erstmals in dem Druckluftspeicherkraft im Landkreis Wesermarsch getroffen. „Huntorf2020“ wird im 6. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung als Forschung für eine umweltschonende, zuverlässige und bezahlbare Energieversorgung vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert.

„Mit dem Vorhaben leisten wir einen Beitrag zur strategischen Ausrichtung der Technischen Universität Clausthal mit ihrem Forschungsschwerpunkt Nachhaltige Energiesysteme und dem Forschungszentrum Energiespeichertechnologien“, sagt Gesamtprojektleiter Professor Roman Weber. Annähernd 900.000 Euro der Fördersumme entfallen auf die beiden beteiligten Clausthaler Institute für Energieverfahrenstechnik und Brennstofftechnik (IEVB) sowie für Elektrische Energietechnik und Energiesysteme (IEE).

In einem Druckluftspeicherkraftwerk wird Luft, die in Hohlräume (Kavernen) gepresst wird, als Energiespeicher verwendet. Wenn für den Netzbetrieb mehr Strom produziert als verbraucht wird, dann wird mit der überschüssigen Energie Luft unter Druck in die Speicher gepumpt; bei Strombedarf wird mit der Druckluft in einer Gasturbine Strom erzeugt. Untersuchungsgegenstand des Forschungsprojekts ist es, diesen Prozess durch die Nutzung von Wasserstoff CO2-frei zu gestalten. Solche regenerativen Speicherkraftwerke sind neu und für die Energiewende zur Versorgungssicherung bei „Dunkelflauten“ dringend erforderlich. Dies bestätigen auch die vorangegangenen Forschungsarbeiten der Projektentwicklerin Friederike Kaiser. Indem das Speicherkraftwerk bei einem Überangebot von Sonnen- und Windenergie auch Energie aufnimmt und damit das Abschalten der Wind- und Sonnenstromerzeuger verhindert, können für die Stromkunden Kosten in Milliardenhöhe eingespart werden.

Bis zum Ende des Jahres 2019 wird das Projektteam unter Leitung von Professor Weber (IEVB), Professor Hans-Peter Beck (IEE) und Uwe Krüger (Uniper) verschiedene Anlagenvarianten mit dem Ziel untersuchen, unter welchen Bedingungen bei hoher Kraftwerkseffizienz die Wirtschaftlichkeit bei CO2-freiem Betrieb ermöglicht werden kann. Die Bearbeitung umfasst drei Ebenen: Erstens wird eine mikroskopische Betrachtung der neuartigen Hochdruck-Wasserstoff-Verbrennung mittels Computersimulation der Reaktions- und Wärmeübertragungsmechanismen durchgeführt. Zweitens wird eine thermodynamische Analyse des gesamten Kraftwerksprozesses erstellt. Und drittens gibt es eine makroskopische Betrachtung des regionalen Energiesystems mit dem Speicherkraftwerk als netzdienlicher Kernkomponente. Die Ebenen sind eng miteinander verknüpft und ermöglichen eine ganzheitliche und anwendungsnahe Evaluierung und Entwicklung.

 

» TU Clausthal

Bild: Projekt, TU Clausthal