Die Projekte zur Speicherung von Druckgasen sind gewachsen, doch ihre Wirtschaftlichkeit hat sich nicht verbessert

Stromspeichertechnologien auf Gasbasis sind hinsichtlich Umfang und Umsetzung ernster zu nehmen, doch die wichtigste Frage ist noch nicht beantwortet: Können sie Speicherleistungen zu wettbewerbsfähigen Kosten erbringen, wenn Projekte wiederholt werden – und nicht nur beim Bau einer einzelnen Demonstrationsanlage? Die Analyse von Michael Barnard untersucht diese Frage vor dem Hintergrund neuer Projekte in China, den Vereinigten Staaten und Europa und kommt zu dem Schluss, dass die größere Dimension bislang keine entsprechende Verbesserung der Wirtschaftlichkeit bewiesen hat.

Größere Projekte, aber die Belege sind weiterhin begrenzt

In den vergangenen zwei Jahren nahm in Huai’an, China, eine Druckluftspeicheranlage mit einer Leistung von 600 Megawatt und einer Kapazität von 2,4 Gigawattstunden den Betrieb auf. Außerdem durchläuft das als Willow Rock bekannte Projekt von Hydrostor mit einer Nettoleistung von 500 Megawatt und einer Kapazität von 4.000 Megawattstunden das Genehmigungsverfahren in Kalifornien. Bei anderen Technologien ging die Flüssigluftspeicheranlage von Highview Power mit einer Leistung von 50 Megawatt und einer Kapazität von 300 Megawattstunden in die Bauphase über, während Energy Dome auf Sardinien eine Anlage mit einer Leistung von 20 Megawatt und einer Kapazität von 200 Megawattstunden entwickelte, die auf Kohlendioxid basiert.

Diese Projekte gehen weit über den Maßstab von Laboren und theoretischen Demonstrationen hinaus, reichen jedoch allein nicht aus, um die Skalierbarkeit der Branche zu beweisen. Der Bau einer großen Maschine belegt die technische Umsetzbarkeit, nicht aber, dass Kunden dieselbe Technologie auch beim zweiten, zehnten oder hundertsten Projekt auswählen werden.

Thermische und technische Komplexität bleibt das Kernproblem

Die Verfügbarkeit eines günstigen Gases reicht nicht aus, um ein günstiges Speichersystem zu schaffen. Die Kompression des Gases erzeugt Wärme und erfordert daher Wärmespeicher, Wärmetauscher, Rohrleitungen und Steuerungssysteme, um die Energie vor der Expansion zurückzugewinnen. Flüssigluftspeicher erfordern zusätzlich Tiefkühlprozesse, isolierte Tanks sowie die Rückgewinnung von Wärme und Kälte – neben Verdichtern und Expandern.

Die Nutzung von Kohlendioxid im Design von Energy Dome stellt eine wichtige thermodynamische Verbesserung dar, da seine Verflüssigung bei im Vergleich zu Flüssigluft besser beherrschbaren Temperaturen und Drücken erfolgt. Dadurch entfällt jedoch nicht der Bedarf an einer vollständigen Industrieanlage, die das Gas komprimiert, kühlt und verflüssigt, es speichert und anschließend wieder erwärmt und expandiert.

Der Wirkungsgrad verschafft diesen Technologien keinen klaren Vorteil

Der Rundlaufwirkungsgrad ausgereifter Pumpspeichersysteme beginnt bei etwa 80 %, während die Preise für Batteriespeichersysteme weltweit im Jahr 2025 nach Daten der Internationalen Energieagentur auf etwa ein Drittel des Niveaus von 2020 gefallen sind. Eine 2025 veröffentlichte kritische Untersuchung setzt den Wirkungsgrad eigenständiger Flüssigluftspeichersysteme im Allgemeinen bei 50 % bis 60 % an, mit größeren Verbesserungen, wenn externe Wärme oder Kälte genutzt werden kann.

Die Bewertung der Mitarbeitenden der California Energy Commission zum Projekt Willow Rock schätzt den Rundlaufwirkungsgrad auf etwa 60 %. Das Projekt erfordert vier Verdichter- und Turbinensätze, gemeinsame Wärmespeicher, einen ausgehobenen Felskavernenspeicher und eine 19 Meilen lange Übertragungsleitung. Diese Lösung kann an Standorten sinnvoll sein, denen geeignete Bedingungen für Pumpspeicher fehlen und die einen Speicher für acht Stunden benötigen. Sie macht die Technologie jedoch nicht ohne Weiteres zu einem leicht wiederholbaren Industrieprodukt, da sich die Kosten auf Aushub, geotechnische Arbeiten, Wassermanagement und die standortspezifische Bauausführung verlagern.

Was verändert sich in der Praxis?

Einige Projekte profitieren von besonderen lokalen Bedingungen, etwa von der Nutzung verfügbarer Kälte neben Anlagen zur Rückvergasung von Flüssigerdgas oder von der Verwendung ungenutzter industrieller Abwärme. Die Wirtschaftlichkeit hängt in diesen Fällen jedoch von einem benachbarten Standort, dessen Betriebsplan und dem Wert der Wärme oder Kälte ab, sofern sie nicht für die Speicherung genutzt würde. Daher kann eine einzelne Anlage erfolgreich sein, ohne dass sich die Technologie zu einer allgemein einsetzbaren und in unterschiedlichen Märkten wiederholbaren Option entwickelt.

Ähnlichen Herausforderungen begegnen Behauptungen über eine lange Lebensdauer. Energy Dome gibt einen Netto-Wirkungsgrad von über 70 %, eine Lebensdauer von mehr als 30 Jahren sowie keinen Kapazitäts- oder Leistungsverlust an. Die kommerzielle Anlage war jedoch noch nicht annähernd dreißig Jahre in Betrieb, um diesen Punkt zu belegen. Dass Kohlendioxidmoleküle chemisch nicht zerfallen, bedeutet nicht, dass Verdichter, Turbinen, Pumpen, Ventile, Lager, Dichtungen, Wärmetauscher und Speichertanks ohne Wartung oder Austausch betrieben werden können.

Vom ersten Modell zum wiederholbaren Markt

Das Energy-Dome-Projekt auf Sardinien erhält Unterstützung von der Europäischen Investitionsbank als frühes Projekt zur Entwicklung einer Technologie im Versorgungsmaßstab – eine sinnvolle Verwendung von Innovationsfinanzierung. Es beweist jedoch nicht, dass ausgereifte Projekte ohne Unterstützung kommerziell wettbewerbsfähig sein werden.

Die Analyse betont, dass die Lernkurve allein nicht ausreicht, um Erwartungen an sinkende Kosten zu begründen. Batterien profitieren von der großmaßstäblichen Herstellung von Zellen und Modulen sowie von Leistungselektronik, während Druckgasanlagen weiterhin an Flächen, Fundamenten, Druckbehältern, Wärmespeichern, Rohrleitungen, Netzanschlüssen und der standortgebundenen Inbetriebnahme hängen. Auch Aushub und unterirdische Arbeiten werden nicht automatisch zu einem in großen Stückzahlen gefertigten Produkt, nur weil ein weiteres Projekt umgesetzt wird.

Redaktionelle Einordnung: Die tatsächliche Veränderung besteht darin, dass diese Technologien den Übergang von Zeichnungen und kleinen Modellen zu großen Demonstrationsanlagen vollziehen – ein ingenieurtechnischer Fortschritt, der Aufmerksamkeit verdient. Das Kriterium der kommerziellen Reife ist jedoch noch nicht erfüllt: Projekte müssen wiederholt werden, weil ihre wirtschaftliche Leistung Batterien oder Pumpspeicher übertrifft, nicht weil der Bau eines einzelnen Projekts möglich war. Das Ergebnis bleibt für bestimmte lokale Anwendungen offen, während die Quelle bislang keine Belege für eine breite Wettbewerbsfähigkeit liefert.