Kavernen-Speicher

Kavernenspeicher sind Erdgas-Speicher im geologischen Untergrund, z. B. in ausgeförderten Erdgaslagerstätten oder Erdöllagerstätten, Aquiferformationen und künstlich erstellten Salzkavernen. Aktuell wird erforscht, ob Kavernen auch zur Speicherung von Wasserstoff geeignet sind.

Salzlagerstätten befinden sich insbesondere in Nord- und Mitteldeutschland. Das Salz lagert hier vielfach in Teufen von mehreren Kilometern. Diese Lagerstätten weisen hohe Speicherdichten auf. Die hohen Speicherdichten sind möglich aufgrund der großen Volumina von durchschnittlich 500.000 m³ und Betriebsdrücken von 200 bar und mehr. Sie gewährleisten eine hohe Sicherheit gegen unbeabsichtigtes Austreten von Gas. Porenspeicher haben über Jahrmillionen die Dichtheit bewiesen und Salzgestein weist eine hohe Dichte auf. Die Kosten pro Speichervolumen sind im Vergleich zu obertägigen Druckbehältern gering.

Beschreibung des Verfahrens

zum Kavernenspeicher gehören im Allgemeinen noch messtechnische Anlagen, Verdichter, Komponenten zur Druckreduzierung sowie Gastrocknungsanlagen. Die messtechnischen Komponenten dienen der Kontrolle von Druck, Temperatur, Feuchtegehalt und Gasqualität sowohl eingangs- als auch ausgangsseitig der Kaverne. Beim Einspeichern wird das Gas komprimiert, wodurch die Temperatur in der Kaverne steigt. Beim Ausspeichern kommt es aufgrund der Druckverringerung zu einer Abkühlung. Der Kompressionsaufwand ist bei Wasserstoff ungefähr achtmal so hoch wie bei Erdgas. Der Grund hierfür ist die geringe volumetrische Energiedichte von Wasserstoff. In der Kaverne selber befindet sich Kissen- und Arbeitsgas. Das Kissengas verbleibt dauerhaft in der Kaverne und wird zur Aufrechterhaltung des Minimaldruckes benötigt. In der Regel beträgt es ein Drittel bis die Hälfte des maximalen Speichervolumens.

Entwicklungsstand und -ziele

Die Speicherung von Wasserstoff in Kavernen ist in Deutschland nicht erprobt. Es gibt jedoch Erfahrungen mit der Speicherung von Erdgas und wasserstoffhaltigem Stadtgas. In den USA und Großbritannien existieren bereits Salzkavernen für Wasserstoff, sodass hier Erfahrungswerte vorliegen. Bevorzugt werden Salzkavernen zur Speicherung von Wasserstoff, da in ausgeförderten Öl- oder Erdgaslagerstätten eine Verunreinigung mit Kohlenwasserstoffen möglich wäre. Salzkavernen bieten hohe Ein- und Auslagerungsraten und somit häufige Umschläge. Nachteilig ist der Kosten- und Zeitaufwand, der für die umweltverträgliche Entsorgung großer Solevolumina anfällt.

Synonym(e):

Kavernenspeicher

Englische Übersetzung(en):

storage caverns