Erdgasspeicher

Ein Erdgasspeicher ist eine Einrichtung um Erdgas aus dem Erdgasnetz zu speichern. Die Erdgasspeicherung kann sowohl in unterirdischen Erdgasspeichern als auch in oberirdischen Speichern erfolgen. Unterirdische Erdgasspeicher sind große Speicheranlagen, mit denen der schwankende Jahresbedarf und Lieferengpässe ausgeglichen werden können. Da Erdgas bisher hauptsächlich zur Wärmegewinnung genutzt wird, werden die Speicher ähnlich wie bei einem Langzeitwärmespeicher in den Sommermonaten, in denen der Wärmebedarf gering ist, befüllt und bei Heizbedarf wieder entleert. Des Weiteren werden Erdgasspeicher genutzt, um die Versorgungssicherheit zu gewährleisten, da in Deutschland das Erdgas größtenteils importiert wird.

Unterirdische Speicher liegen im Allgemeinen 1 bis 3 km in der Tiefe und werden mit einem Druck von bis zu 250 bar betrieben. Es gibt die folgenden drei Arten von Erdgasspeichern:

Aquiferspeicher nutzen wasserführende Gesteinsschichten zur Gasspeicherung. Die Speicherwirkung beruht auf der Löslichkeit des Erdgases im Wasser.

Kavernenspeicher sind Hohlräume in großen Salzstöcken, die künstlich durch Solung hergestellt werden. Die Kavernenspeicher werden bei kurzfristigen Bedarfsschwankungen genutzt, da diese ein relativ kleines Speichervolumen besitzen. Sie bestehen in der Regel aus 100 Meter breiten zylinderförmigen Hohlräumen.

Porenspeicher sind trockene Gesteinsschichten, bei denen der Porenraum als Speicher dient. Sie nutzen Klüfte und Poren von beispielsweise unterirdischen Kalksteinschichten oder Sandsteinschichten, die nach oben durch undurchlässiges Gestein abgedichtet werden. Sie können jedoch auch Hohlräume sein, aus denen vorliegendes Wasser durch das zugeführte Erdgas verdrängt wird oder natürliche, bereits ausgebeutete Erdgaslagerstätten.

Die Einspeicherung und die Ausspeicherung des Erdgases in Aquiferspeichern und Porenspeichern hängt von der Art der Bindung des Gases im Porenraum beziehungsweise im Wasser ab. Der Prozess läuft träger ab als bei der Nutzung von Kavernenspeichern, welche unter hohem Druck betrieben werden können. Jedoch steht bei den Aquiferspeichern und den Porenspeichern ein viel größeres Speichervolumen zur Verfügung.

Das Speichervolumen bei Speichern unterteilt sich in Arbeitsvolumen und Kissengasvolumen. Hierbei ist das Arbeitsvolumen das im Verlauf des Jahres nutzbare Gasvolumen. Das Kissengas dient dazu den Mindestdruck im Speicher aufrecht zu erhalten und damit die auch die geomechanische Stabilität zu gewährleisten. Da im Speicher ein viel höherer Druck als in der Ferngasleitung vorliegt, muss das Gas mithilfe eines Verdichters komprimiert zugeführt werden. Ein Teil der hierfür aufgewendeten Arbeit kann durch eine Expander-Gasturbine bei der Abführung wieder zurückgewonnen werden.

Neben dem Erdgas können auch Wasserstoff, Kohlenstoffdioxid und Erdöl mittels Untergrundspeicherung gelagert werden.

Neben den Untergrundspeichern werden auch oberirdische Speicher beziehungsweise Gasbehälter in Metallbauweise genutzt, um das Erdgas zu speichern. Diese Speicher sind klein, aber können flexibel eingesetzt werden. Die Bauart richtet sich hierbei nach den Drücken denen der Behälter standhalten muss. Oberirdische Speicher werden als Niederdruckbehälter, Mitteldruckbehälter und Hochdruckbehälter ausgeführt. Sie können in Kugelform oder als Röhrenbehälter gebaut werden.

Niederdruckbehälter existieren als Nassgasbehälter oder als Trockengasbehälter und haben nur einen kleinen Überdruck, welcher zwischen 10 mbar und 50 mbar liegt.

Bei den Nassgasbehältern wird Wasser als Medium zum Druckausgleich verwendet. Nassgasbehälter können als Glockengasbehälter, Schraubengasbehälter oder Teleskopgasbehälter ausgeführt werden. Sie sind einfach in ihrer Bauweise, aber besitzen ein kleines Speichervolumen.

Trockengasbehälter können größere Gasmengen aufnehmen und werden als Scheibengasbehälter oder Membrangasbehälter gebaut. Sie eignen sich als Niederdruckbehälter und als Mitteldruckbehälter bis 1 bar.

Die Hochdruckbehälter sind eine modernere Bauweise, welche als Kugelgasbehälter einen Durchmesser von bis zu 50 m haben und normalerweise auf Drücke von 5 bis 10 bar ausgelegt sind. Der Maximaldruck von Kugelgasbehältern liegt bei ca. 20 bar. Röhrenspeicher eignen sich für höhere Drücke und werden mit bis zu 100 bar betrieben.

Englische Übersetzung(en):

natural gas accumulator, natural gas buffer, natural gas storage