Standortanalysen für Energiespeicherung basierend auf geologischer Speicherung von CO₂

Die Speicherung erneuerbarer Energie mittels des CEEGS (CO₂-based Electrothermal Energy and Geological Storage) Speicherkonzepts beruht auf einem reversiblen Wärmepumpenkreislauf und großen geologischen Untergrundspeichern zur Speicherung von CO₂. Das Speicherkonzept beruht auf transkritischen CO₂-Kreisläufen, die eine Wärmepumpe für den Ladezyklus und eine Wärmekraftmaschine für den Entladezyklus umfassen. Während des Ladevorgangs wird erneuerbare elektrische Energie genutzt, um das Arbeitsmedium CO₂ zu komprimieren; die dabei entstehende Kompressionswärme wird als thermische Energie gespeichert (sensible Wärme auf der Hochtemperaturseite). Im Entladevorgang wird die zuvor gespeicherte thermische Energie zur Stromerzeugung genutzt (Expansionskühlung und Speicherung als latente Wärme auf der Niedertemperaturseite). Der Untergrundspeicher stellt die zentrale Schnittstelle dar, die die beiden Prozesse (Lade- und Entladezyklus) miteinander verbindet. Das komprimierte CO₂ (Ladezyklus) wird in einem geeigneten Untergrundspeicher (Salzkavernen oder poröse Aquifere) gespeichert und bei Bedarf im Entladezyklus unter hohem Druck aus dem Reservoir zurückgefördert. Es wird erwartet, dass die erneuerbaren Energieeinspeisungen in das CEEGS-System durch erhebliche tägliche und saisonale Schwankungen gekennzeichnet sind. Folglich muss das CEEGS-System mit seinen Komponenten, insbesondere den Speichereinheiten, so ausgelegt und dimensioniert werden, dass es die saisonale Speicherung dieser schwankenden Einspeisungen ermöglicht. Ein besonderer Schwerpunkt liegt hierbei auf der Bewertung spezifischer Umsetzungen des CEEGS-Energiespeicherkonzepts innerhalb regionaler und nationaler Infrastrukturen und Energiesysteme. Konkrete regionale Einsatzszenarien für verschiedene europäische Regionen werden mittels Multikriterieller Entscheidungsanalysen (MCDA) untersucht, bei denen eine Vielzahl georeferenzierter Kriterien und Parameter berücksichtigt wird, die für die erfolgreiche Implementierung zukünftiger CEEGS-Systeme relevant sind.

Arbeitsfelder

• Methodenentwicklung für Entscheidungsanalysen basierend auf einer Vielzahl von Kriterien (MCDA)
• Recherche und Anpassung relevanter georeferenzierter Information (für technische, soziale, umwelttechnische und ökonomische Bereiche/Domänen)
• Softwareentwicklung für MCDA und GIS-Datenauswertung
• Bestimmung optimaler Einsatzorte bzw. Cluster für das CEEGS Energiespeicherkonzept
• Ermittlung standortspezifischer Informationen (Untergrundspeicher, spezifische lokale Erzeugungsprofile erneuerbarer Erzeuger)

Publikationen

• Canteli, P.; García-Crespo, J.; Fogel, S.; Unger, S.
  Deliverable 6.2 - Transversal intersectoral decarbonisation as GHG balance
  The Horizon Europe CEEGS project, IGME-CSIC, HZDR, (2024)
• Fogel, S.; Stoikos, A.; Carro, A.; Kyriakides, A.-S.; Tsimpanogiannis, I.N.; Chacartegui, R.; Unger, S.; Nanaki, E.
  Deliverable 4.4 – Potential for seasonal storage of energy
  The Horizon Europe CEEGS project, HZDR, USE, CERTH, HELPE, (2025)

Förderung

Das Horizon Europe CEEGS Projekt (HORIZON, GA: 101084376, 2022-2025).
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