ESsCO2

Im Rahmen des Forschungsvorhabens ESsCO2 wurde 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, wurde im Forschungsvorhaben ESsCO2 zusammen mit Partnern 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) bearbeitete die UGS GmbH das Forschungsvorhaben in zwei Teilvorhaben. Das IfG betrachtete die Auslegung der Kavernen, wobei die thermomechanischen Randbedingungen in Wechselwirkung mit dem Gebirge und den strömungsmechanischen Effekten ermittelt wurden. Experten der TU Prag entwarfen die sCO2-Turbine (ohne Förderung) und erarbeiteten die Betriebsbedingungen für eine optimale Stromerzeugung.

Die UGS GmbH entwickelte Konzepte für die Bohrungskomplettierungen und die obertägigen peripheren Anlagen, welche für die sCO2-Speicherung geeignet sind. Ein Ziel war die Auslegung der Bohrungen und Anlagen auf möglichst geringe Strömungswiderstände, d. h. große Durchmesser. Korrosionsaspekte bei der Materialauswahl wurden berücksichtigt bzw. in Akzeptanzkriterien für bestehende Installationen übertragen. Ein Sicherheits- und Inbetriebnahmekonzept sowie Nachweis- und Monitoringsysteme für die Betriebsphase wurde entwickelt. Abschließend wurde im Rahmen einer prinzipiellen Wirtschaftlichkeitsanalyse die Machbarkeit und Entwicklungsperspektiven dargelegt.

Projektlaufzeit: 01.01.2019 – 31.12.2021
Projektträger/Fördermittelgeber: Projektträger Jülich, Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Projektvolumen UGS GmbH: 390T Euro
Förderquote UGS GmbH: 40 %