Forscher untersuchen unterirdische Energiespeicher-Möglichkeiten in Schleswig-Holstein
Welche dieser geotechnischen Speicherarten für Schleswig-Holstein in Frage kommen und wie diese effizient mit dem Energie- und Wärmemarkt gekoppelt werden können, wird im Forschungsprojekt ANGUS II untersucht.
Das Projekt „Auswirkungen der Nutzung des geologischen Untergrundes als thermischer, elektrischer oder stofflicher Speicher“ wird bis Ende 2020 mit insgesamt 6,7 Millionen Euro durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert.
Viele gute Speichermöglichkeiten im schleswig-holsteinischen Untergrund
„Wir wissen, dass es in Schleswig-Holstein viele gute Speichermöglichkeiten im Untergrund gibt. Wasserstoff, synthetisches Methan aus Windkraft und Druckluft können in Salzkavernen und in tiefer liegenden porösen Gesteinsschichten gelagert werden. Wärme kann auch oberflächennah im Untergrund eingespeichert werden. Beides geht in Schleswig-Holstein theoretisch im großen Maßstab. Der wöchentliche Strombedarf unseres Landes ließe sich beispielsweise theoretisch mit einem großen Wasserstoffspeicher in einer geologischen Formation abdecken“, erläutert Professor Sebastian Bauer ein Ergebnis der bisherigen Forschungen.
Im Vorgängerprojekt ANGUS+ hatte das Forschungsteam aus Mitgliedern der CAU, den Helmholtz-Zentren Leipzig und Potsdam sowie der Ruhr-Universität Bochum die Speichermöglichkeiten im schleswig-holsteinischen Untergrund untersucht. Im Folgeprojekt sollen nun diese Speicherpotenziale und ihre mögliche Einbindung in das Energienetz weiter erforscht werden.
Noch viele Fragen offen
Vor einer Umsetzung der Grundlagenforschung in die praktische Anwendung müssen die Wissenschaftler jedoch noch viele Fragen beantworten: Welche Energiemenge muss wann und für welchen Zeitraum gespeichert werden? Wie viel Energie brauchen wir heute und wie viel in den nächsten 20 Jahren? Wie kann sich zum Beispiel ein Druckluftspeicherkraftwerk über diesen Zeitraum rentieren? Wie viel Wärme kann im städtischen Raum durch erneuerbare Energien erzeugt und wo kann diese gespeichert werden? Welche langfristigen Effekte ergeben sich aufgrund des Speicherbetriebes in den geologischen Schichten für die Umwelt?
Für die dauerhafte Nutzung einer geologischen Formation unter variabler Zuführung und Entnahme von Gasen oder Wärme muss nicht nur der Speicherbetrieb gesichert, sondern auch die hydraulischen, chemischen, thermischen oder mechanischen Auswirkungen dieser Nutzung vorhersagbar, überwachbar und ohne schädliche Nebenwirkungen sein, betonen die Wissenschaftler.
Natur wird mit rund fünf Tonnen Sediment nachgebaut
Sie beschäftigen sich zunächst mit der Entwicklung neuer Methoden zur Quantifizierung und der mathematischen Beschreibung der relevanten Prozesse, die der Dimensionierung und Auslegung der Speicher zugrunde liegen. „Die Erkenntnisse aus den Prozessstudien werden dann in großtechnischen Laboruntersuchungen für Wärmespeicher überprüft. Mit ca. fünf Tonnen Sediment bauen wir die Natur nach und erforschen unter kontrollierten Bedingungen, welche Detailprozesse mit verschiedenen Arten der Wärmespeicherung genau verbunden sind. Dabei achten wir darauf, welche unmittelbaren Auswirkungen für den Speicher selbst, aber auch für seine umgebende Schicht und oberflächennahe unterirdische Schutzgüter wie Grundwasser entstehen“, erklärt Bauer.
Parallel dazu erfolge die Erforschung der Markteinbindung. Dazu werden unter Anderem numerische Modelle zu Energiespeichern, Kraftwerkseinzelanlagen und Energienetzen erstellt. Die Ergebnisse dieser auf Schleswig-Holstein als Modellregion fokussierten Simulationen werden anschließend in einer Datenbasis für den Datentransfer zusammengeführt. „Das erlaubt uns die gemeinsame Nutzung der Modelle unter wirtschaftlichen Aspekten und stellt eine konsistente Methodik zur Integration von geotechnischen Speichern in die Energienetze dar“, so Professor Andreas Dahmke.
12.04.2017 | Quelle: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel; Grafik: ANGUS-Projekt (AG Bauer) | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH
