ESsCO2

Energiespeicherung in Salzkavernen mit Superkritischem CO2

Im Rahmen des Forschungsvorhabens ESsCO2 wird ein Grundkonzept für ein innovatives, emissionsfreies Speicherkraftwerk entwickelt. Dass CO2 auch in superkritischem Zustand in Hohlräumen in Salzformationen über lange Zeiträume speicherbar ist, ist durch natürliche Analoga belegt. Ob superkritisches CO2 (sCO2) als Arbeitsmedium für die Zwischenspeicherung von Elektroenergie im geschlossenen System genutzt werden kann und welche thermomechanischen, material- und sicherheitstechnischen Aspekte dabei zu berücksichtigen sind, wird im Forschungsvorhaben ESsCO2 untersucht.

Grundprinzip
In einem geschlossenen System wird CO2 in superkritischem Zustand zwischen zwei Salzkavernen umgelagert. Bei Energieüberschuss wird das Medium in die tiefere Hochdruckkaverne mittels Verdichter eingespeichert. Bei Energiebedarf wird das sCO2 von dort über eine Turbine in die Niederdruckkaverne umgeschleust und der so erzeugte Strom kann in das Netz abgegeben werden. Als Vorteile sind die zu erwartenden kurzen Anlaufzeiten, lange Lebensdauer und ein wartungsarmer Betrieb zu sehen.

Zusammen mit dem IfG – Institut für Geomechanik Leipzig GmbH und dem assoziierten Partner Czech Technical University in Prague (TU Prag) bearbeitet die UGS GmbH das Forschungsvorhaben in zwei Teilvorhaben. Das IfG betrachtet die Auslegung der Kavernen, wobei die thermomechanischen Randbedingungen in Wechselwirkung mit dem Gebirge und den strömungsmechanischen Effekten ermittelt werden. Experten der TU Prag entwerfen die sCO2-Turbine (ohne Förderung) bzw. geben die Betriebsbedingungen für eine optimale Stromerzeugung vor.

Die UGS GmbH entwickelt Konzepte für die Bohrungskomplettierungen und die obertägigen peripheren Anlagen, welche für die sCO2-Speicherung geeignet sind. Ein Ziel ist die Auslegung der Bohrungen und Anlagen auf möglichst geringe Strömungswiderstände, d. h. große Durchmesser. Korrosionsaspekte sind bei der Materialauswahl zu berücksichtigen bzw. in Akzeptanzkriterien für bestehende Installationen zu übertragen. Ein Sicherheits- und Inbetriebnahmekonzept sowie Nachweis- und Monitoringsysteme sind für die Betriebsphase zu skizzieren. Abschließend wird eine prinzipielle Wirtschaftlichkeitsanalyse die Machbarkeit und Entwicklungsperspektiven darlegen.

Projektlaufzeit: 01.01.2019 – 31.12.2021
Projektträger/Fördermittelgeber: PtJ/BMWi
Projektvolumen UGS GmbH: 390T Euro
Förderquote UGS GmbH: 40 %

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