Eine Arbeitsgruppe aus führenden Wissenschaftlern, Forschungsinstituten, Branchenfachleuten und energiepolitischen Experten erarbeitet zurzeit einen Fachbericht zur Erkundung des energietechnischen und wirtschaftlichen Potenzials von flüssiger Luft, um der Frage nachzugehen, ob dieses Medium im globalen Konzept einer umweltfreundlichen Energieversorgung eine strategische Rolle spielen kann.
Flüssige Luft ist eine neue Energiespeichertechnologie, die nach Meinung von Fachleuten einige unserer größten energietechnischen Probleme lösen könnte – zum Beispiel wenn es um den Ausgleich von Netzschwankungen und um emissionsfreie Transporttechnik geht. Da Energie in Form von flüssiger Luft gespeichert werden kann, ist die Technologie vor allem im Hinblick auf den Ausgleich zwischen Leistungs- und Lastspitzen interessant. Aber auch geringe Abwärme von Industrieanlagen kann mittels Kryotechnik an Ort und Stelle zur Stromgewinnung genutzt werden.
Das weltweit tätige Ingenieurbüro Arup sowie Messer, der größte privat geführte Industriegasespezialist, bringen sich mit ihrer Expertise in das Projekt ein und finanzieren die Studie. Darüber hinaus wird das Projekt vom britischen Branchenverband The Institution for Mechanical Engineers (ImechE) sowie vom britischen Energieforschungszentrum Centre for Low Carbon Futures unterstützt.
Dr. Tim Fox, Leiter des Bereichs Energie und Umwelt am IMechE, erklärt: „Wenn wir unsere Wohnhäuser, Autos, Büros und Produktionsstätten emissionsarm oder emissionsfrei mit Energie versorgen wollen, brauchen wir neue Lösungen für die umweltfreundliche Energiegewinnung und insbesondere für die flexible Speicherung von Energie, damit sie entweder im Stromnetz oder im Fahrzeug genutzt werden kann, wann und wo sie benötigt wird.
Am einen Ende der Skala kann Energie im großen Maßstab in Pumpspeicherkraftwerken gespeichert werden. Doch die Einsatzmöglichkeiten sind geografisch begrenzt. Am anderen Ende des Spektrums können Fahrzeuge mit Akkus ausgestattet werden, was zurzeit noch sehr teuer und wegen der langen Ladezeiten unpraktisch ist. Flüssige Luft und Flüssigstickstoff sind als Energiespeicher eine interessante Alternative, die wir eingehender erforschen sollten. Mit diesem Ansatz können möglicherweise viele Probleme gelöst werden, die uns derzeit beschäftigten. Zudem ist er bezahlbar, bedient sich ausgereifter Technik und ist in hohem Maße skalierbar.“
Obwohl kryogene Flüssigkeiten in weiten Teilen der Industrie zur Anwendung kommen, werden sie erst allmählich auch als Energieträger entdeckt. Auch in der allgemeinen Energiedebatte ist flüssige Luft momentan noch kein Thema. Dabei birgt sie offenbar ein enormes Potenzial. Die Technologie kann insbesondere genutzt werden, um geringe Abwärme aus der thermischen Energieerzeugung, aus Datenzentren und aus Industrieprozessen oder aus Verbrennungsmotoren in Fahrzeugen in Strom umzuwandeln.
„Die Europäer sind in der Kryotechnik weltweit führend, seit in Großbritannien, Frankreich und Deutschland im 19. Jahrhundert Verflüssigungsverfahren patentiert wurden. Messer ist selbst seit über einem Jahrhundert mit der Entwicklung, dem Bau und dem Betrieb von kryotechnischen Anlagen befasst, seien es Luftzerlegungsanlagen oder Verflüssiger. Anlagen dieser Art, die oftmals mit großen Speichertanks ausgestattet sind, gibt es heute in nahezu jedem großen Industriezentrum der Welt“, erklärt Tim Evison, Vice President Group Business Development von Messer.
Ins Stromnetz integrierbar
„Es ist zweifelsohne ein faszinierender Gedanke, dass diese vorhandenen Anlagen in Zukunft möglicherweise einen Zusatznutzen bringen könnten, indem sie Industriekunden und Stromnetzbetreibern Leistungsreserven zur Verfügung stellen und Netzschwankungen ausgleichen“, so Evison. „Wenn, wie vermutet, im technischen Maßstab ein adäquater Gesamtwirkungsgrad erzielt wird, könnten kryotechnische Speichersysteme in Zukunft überall dort in das Stromnetz integriert werden, wo sie benötigt werden, und dies ohne geografische Einschränkungen.“
Die Segmente Energiespeicherung und emissionsarme bzw. emissionsfreie Antriebssysteme für Fahrzeuge sind Milliardenmärkte mit zehntausenden Arbeitsplätzen. Entscheidend ist, dass Großbritannien und Europa über das anlagentechnische und kryotechnische Know-how verfügen.
Steve Saunders, Associate Director von Arup, erklärt dazu: „Energiespeicherung in Form von flüssiger Luft ist für alle Bereiche interessant, in denen Lastspitzen und –senken ausgeglichen werden müssen. Für uns ist es spannend, an dieser Studie mitzuwirken und das Projekt zu unterstützen. Wir freuen uns auf die Präsentation der Erkenntnisse und die Debatte, die sich daran anschließen wird.“