Erneuerbare Energien: Größte Druckluftspeicher-Anlage der Welt geht in China ans Netz
In der zentralchinesischen Provinz Hubei nimmt eine neue Ära der Energiespeicherung Gestalt an: Das „Nengchu-1“ genannte Druckluftspeicherkraftwerk ging Anfang 2024 in Yingcheng ans Netz ging und läuft seit Januar 2025 im kommerziellen Betrieb. Die Betreiberin, die staatliche China Energy Engineering Group (CEEC), nimmt für sich einen Weltrekord in Anspruch: Die Anlage habe 300 Megawatt (MW) Leistung, mehr als jedes andere Speicherkraftwerk der Welt. Von nun an sollen größere Speicher dieser Art folgen.
„Chinesische Lösung“ gegen Instabilität von erneuerbaren Energien
China setzt große Hoffnungen auf die Technologie, um in großem Maßstab überschüssigen Sonnen- oder Windstrom zu speichern. Druckluftspeicher, Compressed Air Energy Storage (CAES), sind dafür eine großindustrielle Lösung. „CAES-Anlagen sind wie gigantische Powerbanks für das Stromnetz“, erklärt Song Hailiang, Vorstandsvorsitzender von CEEC das Prinzip.
Strom aus Wind- oder Solaranlagen treibt Kompressoren an, die Luft verdichten und in unterirdischen Hohlräumen speichern. Bei Strombedarf wird die komprimierte Luft freigesetzt und treibt dabei Turbinen zur Stromerzeugung an. „Der erfolgreiche Netzanschluss von ‚Nengchu-1‘ bietet eine ‚chinesische Lösung‘ für die globale Herausforderung der Instabilität in neuen, von erneuerbaren Energien dominierten Stromnetzen“, meint Song.
Zwei Ansätze, wie Druckluftspeicher funktionieren
Dabei existieren zwei Hauptvarianten: Bei der älteren diabatischen CAES-Technologie wird die Druckluft vor dem Eintritt in die Turbine mit Erdgas erhitzt – so funktionieren die beiden bisher größten Anlagen in Huntorf, die in den 1970er Jahren ihren Betrieb aufnahm. Der Nachteil: moderate Wirkungsgrade von nur 42 bis 54 Prozent und der fortgesetzte Verbrauch fossiler Brennstoffe.
Chinas neue Kraftwerke setzen hingegen auf adiabatische CAES-Systeme. Hier wird die bei der Luftkompression entstehende Wärme in thermischen Speichern aufbewahrt und später zur Erwärmung der entspannten Luft wiederverwendet – ganz ohne zusätzliche Brennstoffe. Das Ergebnis: Wirkungsgrade von 64 bis 70 Prozent.
Die Dimensionen des „Nengchu-1“-Projekts sind groß. Die 300-MW-Anlage kann Energie für bis zu fünf Stunden abgeben, entsprechend einer Speicherkapazität von 1.500 Megawattstunden. Sie nutzt zwei unterirdische Salzkavernen in etwa 600 Metern Tiefe als Speicher für die komprimierte Luft. Die Investitionskosten beliefen sich auf 1,95 Milliarden Yuan (etwa 250 Millionen Euro).
Mit einem Speichervolumen von 1,9 Milliarden Kubikmetern Luft pro Jahr soll die Anlage jährlich etwa 500 Millionen Kilowattstunden Strom erzeugen. Gleichzeitig werde die Anlage laut Betreiber 159.000 Tonnen Kohle einsparen und den Kohlendioxidausstoß um 411.000 Tonnen reduzieren.
Chinas Entwicklung bei Druckluftspeichern
Chinas Engagement bei CAES-Technologien begann relativ spät, erst nach dem Jahr 2000. Doch durch konzertierte Forschungsanstrengungen, insbesondere durch das Institut für Ingenieurthermophysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, hat das Land rasch aufgeholt.
Heute hat China bereits etwa 500 MW CAES-Kapazität am Netz – mehr als der Rest der Welt zusammen. Und die Entwicklung beschleunigt sich: Ende 2024 begann der Bau der nächsten Rekordanlage in Jintan mit 700 MW und 2.800 MWh Speicherkapazität. Da wächst bereits jetzt ein wichtiger Wettbewerber für westliche Technologieführer wie Siemens Energy heran, der ebenfalls CAES-Anlagen anbietet.
Vorteile und Herausforderungen
Die große Frage bleibt, wie weit sich die CAES-Anlagen verbreiten werden. Sie bieten Vorteile für Energiesysteme mit hohem Anteil erneuerbarer Quellen. Sie können große Energiemengen über lange Zeiträume speichern – ein Bereich, in dem Batterien wirtschaftlich oft nicht mithalten können. Die Bauzeit von etwa zwei Jahren ist deutlich kürzer als bei Pumpspeicherkraftwerken, die sechs bis acht Jahre benötigen.
Zu den Nachteilen gehören die hohen Investitionen zum Bau des Projekts und die geologischen Anforderungen – traditionelle CAES-Anlagen benötigen geeignete unterirdische Formationen wie Salzkavernen. Allerdings arbeiten chinesische Ingenieure bereits an Lösungen: In Henan entsteht aktuell ein 300-MW-Projekt mit künstlich angelegtem Speichertunnel im Felsgestein.
Die Wirtschaftlichkeit verbessert sich stetig. CEEC gibt an, dass die 300-MW-Anlage bereits 30 Prozent niedrigere Kosten pro Kilowatt aufweist als das 100-MW-Demonstrationsprojekt. Mit der fortschreitenden Skalierung und der vollständig einheimischen Lieferkette könnte CAES zu einer der kostengünstigsten Optionen für Langzeitspeicher werden. CEEC denkt bereits über Anlagen mit 600 und 1.000 MW nach.
Keine Einzige Angabe zur Größe des Speichers, angegeben wird meist nur die Leistung. Klingt vermutlich besser. Wenn man diese Speicher nämlich mit dem Strombedarf vergleicht, der durch Wegfall von Wind oder Sonne fehlt, dann klingt das Ganze eher ernüchternd.
Leseschwäche?
„Die 300-MW-Anlage kann Energie für bis zu fünf Stunden abgeben, entsprechend einer Speicherkapazität von 1.500 Megawattstunden.“