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Leistungsvermögen 1.4.2016

Die Grafik zeigt eine Wasserstoffkaverne (grün) und eine Druckluftkaverne (blau).
© KBB UT

Potenzial von Kavernen vorhersagen

Welches Potenzial steckt zur Energiespeicherung in den Salzstrukturen

Norddeutschlands? Dieser Frage gingen die Wissenschaftler im Projekt

InSpEE nach. Sie untersuchten die Planungsgrundlagen und

Auswahlkriterien für die Errichtung von Salzkavernenspeicher. Die

Forscher testeten, wie viel Druckluft und Wasserstoff in diesen

gespeichert werden kann.

Projektstatus Projekt abgeschlosen
Projektlaufzeit Mai 2012 bis September 2015

Der Fokus des Projekts InSpEE lag in der Schaffung notwendiger Grundlagen für eine Potenzialabschätzung norddeutscher Salzstrukturen hinsichtlich der Speicherung von Druckluft und Wasserstoff in Salzkavernen. Darüber hinaus entwickelten die Forscher eine Methodik für die Potenzialabschätzung. Ein besonderer Wert des Projektes lag hierbei auf der Schaffung eines Informationssystems „Salz“, in dem öffentlich verfügbare Informationen zu den einzelnen Salzstrukturen zusammengetragen, aufbereitet und verknüpft wurden.

Speicherkraftwerke mit Untergrundspeichern für Druckluft oder Wasserstoff stellen eine der wenigen Optionen zur großskaligen Energiespeicherung dar - jedoch liegen nur unzureichend fundierte Abschätzungen des Gesamtpotenzials vor. Diese Ausgangssituation bildete den Ansatzpunkt für dieses Projekt, zum einen notwendige Grundlagen zu schaffen und zum anderen diese in Form einer Potenzialabschätzung des Speicherpotenzials der Salzstrukturen im Norddeutschen Becken anzuwenden. Die Bearbeitung erfolgte in Zusammenarbeit folgender Verbundpartner: Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), Leibniz Universität Hannover, Institut für Geotechnik/Abteilung Unterirdisches Bauen (IGtH) und KBB Underground Technologies (KBB UT). Sie führten die vorhandenen Expertisen auf den Bereichen Salzgeologie, Gebirgsmechanik mit dem Fokus auf Salzgestein und Planung und Errichtung von Salzkavernenspeichern zusammen. Seit Ende der über dreijährigen Projektlaufzeit steht zum einen ein öffentlich zugängliches Informationssystem „Salz“ zur Verfügung und zum anderen wird ein mögliches Speicherpotenzial für Druckluft und Wasserstoff in Norddeutschland benannt.

  • Die Abbildung zeigt die Einteilung der Salzstrukturen. © BGR
  • Salzstrukturen in Norddeutschland © BGR
  • 3D-Darstellung: Auswahl geeigneter Druckluftkavernen © KBB UT
  • Die aus dem Bild dargestellte Potenzialabfrage zeigt Druckluftkavernen nach Abzug der Bebauung und des Bergbaus. © KBB UT

Grundlagen schaffen

Im Rahmen des forcierten Übergangs auf fluktuierende erneuerbare Energieträger stellt sich die Frage der großtechnischen Speicherung elektrischer Energie. Eine wesentliche Rolle spielen Energiespeicherkraftwerke, welche bei Bedarf aus erneuerbarem Strom Druckluft und Wärme oder Wasserstoff erzeugen und ein- bzw. ausspeisen. Eine großvolumige Speicherung dieser Medien kann dabei nur im geologischen Untergrund erfolgen. Aufgrund hoher Flexibilität in der Fahrweise, geringem Kissengasanteil sowie extrem geringer Reaktionsneigung mit dem Speichergut sind Salzspeicherkavernen die bevorzugte Speicheroption. Für eine Bewertung verschiedener Speicherstandorte sowie eine fundierte Abschätzung, welche Energiemengen im geologischen Untergrund speicherbar sind, mangelt es bisher an an den dafür erforderlichen Grundlagen. Ziele des Vorhabens waren daher die Erarbeitung und Bereitstellung von Auslegungsgrundlagen und geologisch-geotechnischen Grunddaten sowie von Kriterien zur Standortauswahl für die Errichtung von Salzkavernen sowie die Abschätzung des Energiespeicherpotenzials in den norddeutschen Strukturen für erneuerbare Energien.

Drei Themenschwerpunkte

Das Projekt gliederte sich in die Themenschwerpunkte: Schaffung von Planungsgrundlagen, Erstellung eines Kriterienkataloges sowie Anwendung der Ergebnisse in Form der Potenzialabschätzung. Das Projekt wurde im September 2015 abgeschlossen. Das Informationssystem „Salz“ ist über folgenden Link abrufbar.

Seit Oktober 2015 läuft das Nachfolgeprojekt InSpEE-DS. Ziel dieses Vorhabens ist die Erarbeitung und Bereitstellung von Planungsgrundlagen zur Standortauswahl und zur Errichtung von Salzkavernen für die Speicherung von erneuerbaren Energien mittels Wasserstoff- und Druckluftspeicherung in flach-lagernden Salzschichten sowie in den aus mehreren altersverschiedenen Salinaren aufgebauten Salzstrukturen Deutschlands. Das Vorhaben baut auf das Projekt InSpEE auf, welches sich auf die Betrachtung von sogenannten Zechstein-Salzstrukturen großer Mächtigkeiten im norddeutschen Raum konzentriert. Im Vorhaben InSpEE-DS sollen Anforderungen und Kriterien erarbeitet werden, auf deren Grundlage Eignungsbewertungen auch für flach-lagernde Salinar-Formationen und Mehrfach- bzw. Doppelsalinare für Speicherprojekte in einem noch relativ frühen Stadium der Standorterkundung, d. h. bei noch relativ geringen Kenntnissen zum Internbau der Salinar-Formationen möglich sind.

Optimierung

Im Rahmen der Projektbearbeitung wurde Basiswissen erstellt, dessen mögliche Optimierung nicht innerhalb der Projektlaufzeit vorgenommen wurde. Dennoch können die Studienergebnisse zum einen für eine zielgerichtete Wahl von Speicherstandorten und zum anderen für eine Abschätzung einer technischen Umsetzbarkeit großer Mengen zu speichernder Energie herangezogen werden und bieten somit über den Rahmen dieses Projekts hinaus Optimierungspotenzial für weitere Projekte und Studien mit Fokus auf die Energiespeicherung.

Gefördert durch die Bundesregierung aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages

Termine

21. September 2017
Elektromobilität im ÖPNV

25. September 2017
EU PVSEC 2017

26. September 2017
Batterien für Bordnetze, Hybrid- und Elektrofahrzeuge

» Alle Termine

Infobox

Forschungsförderung

Das Informationssystem EnArgus bietet Angaben zur Forschungsförderung, so auch zu diesem Projekt.