Erneuerbare Energien: Windkraft in Luft speichern

In Zukunft wird es mehr Strom aus Windkraft geben. Weil die Anlagen aber nicht kontinuierlich liefern, werden Stromspeicher immer wichtiger. Batterien sind eine Möglichkeit, das britische Startup Highview Power hat jedoch eine andere gefunden: flüssige Luft.

Ein Bericht von Wolfgang Kempkens veröffentlicht am 21. Januar 2020, 12:04 Uhr

Modell eines Speicherkraftwerks mit flüssiger Luft (Bild: Highview Power)

Dass Batterien Strom speichern, ist eine Binsenweisheit. Dass flüssige, minus 196 Grad kalte Luft das auch kann, dürfte aber für die meisten eine Überraschung sein. Das Jungunternehmen Highview Power aus London hat es bewiesen. Es betreibt seit 2018 auf der Deponie Pilsworth im Großraum Manchester eine Demonstrationsanlage, die eine Leistung von fünf Megawatt (MW) hat. Jetzt will das Unternehmen in Nordengland auf dem Gelände eines ehemaligen thermischen Kraftwerks eine 50-MW-Anlage installieren.

Mittelfristig sollen mehrere dieser Flüssigluft-Batterien über das ganze Land verteilt werden. Sie sollen dafür sorgen, dass das Stromnetz in Großbritannien nicht zusammenbricht, auch wenn immer mehr Solar- und vor allem Windstrom - unregelmäßig - eingespeist wird. In Zeiten des Überschusses werden die Batterien geladen, um ihre Energie in Mangelsituationen wieder abzugeben.

Das Aufladen geschieht mit einer Kältemaschine. Diese kühlt Luft ab, bis sie sich bei einer Temperatur von minus 196 Grad Celsius verflüssigt. Sie wird in großen, extrem gut isolierten Tanks aufgefangen. Bei Normaldruck kann die blaue Flüssigkeit wochenlang aufbewahrt werden, ohne dass neue Energie zugeführt werden muss.

Ist das Netz überlastet, wird also zu wenig Strom eingespeist, weil Flaute und Dunkelheit herrschen, wird die Luft in Strom umgewandelt. Dazu muss sie zunächst leicht erwärmt werden, so dass sie wieder gasförmig wird. Dabei dehnt sie sich um das 700-fache aus und entwickelt gewaltige Kräfte, die einen Turbogenerator zur Stromerzeugung antreiben.

Die Wärme stammt zum Teil aus der Kältemaschine. Sie wird in einem ebenfalls gut isolierten Tank in Form von heißem Wasser oder einem anderen Medium gespeichert und bei Bedarf abgerufen. Da sie aber nicht reicht, muss zusätzliche Wärme eingespeist werden. Auf Pilsworth stammt sie aus den Abgasen von Motoren, die mit Deponiegas betrieben werden und Generatoren zur Stromerzeugung antreiben.

Die erste kommerzielle Anlage in Nordengland kann 250 Megawattstunden (MWh) speichern. Das reicht rechnerisch für den Jahresbedarf von 70 Haushalten. Die Flüssigluft-Batterie kostet rund 50 Millionen Euro. Die nächsten Anlagen dürften jedoch günstiger werden. Normale Lithium-Ionen-Batterien, die ebenfalls zur Stabilisierung des Stromnetzes eingesetzt werden, sind tatsächlich schon bei der Installation teurer.

Stärker noch fällt ins Gewicht, dass ihre Kapazität im Laufe der Zeit nachlässt. Nach 10 oder 15 Jahren müssen sie ausgetauscht werden. Die Flüssigluft-Anlage wird dagegen auch nach 40 Jahren nichts von ihrer Leistung verloren haben. Außerdem besteht sie aus preiswerten Allerweltsmaterialien. Batterien benötigen dagegen relativ seltenes Lithium sowie andere teure und teilweise sogar giftige Werkstoffe.