CO2-Batterien – Energiespeicher der Zukunft
1. Zweck
Diese Seite stellt das innovative Konzept der CO2-Batterien vor – ein klimafreundlicher Energiespeicher, der Kohlendioxid im geschlossenen Kreislauf nutzt, um Strom bedarfsgerecht zu speichern und bereitzustellen.
2. Anwendungsbereich
Die Technologie eignet sich besonders für den mittelfristigen Energiespeicherbedarf (Stunden bis Tage) in Industrie, Stadtwerken, Energiegemeinschaften und für den Ausgleich von Einspeisespitzen bei Wind- und Solarenergie. Auch der Einsatz auf Brachen oder alten Kraftwerksstandorten ist möglich.
3. Begriffe
- CO2-Batterie: Energiespeichersystem, das mit verflüssigtem und verdampftem CO2 arbeitet
- Thermomechanischer Speicher: Speicherform, die Druck, Temperatur und Volumenveränderung nutzt
4. Zuständigkeit
Technologieentwicklung: Energieunternehmen, Speicheranbieter, Forschungseinrichtungen
Einbindung: Kommunen, Energieversorger, Netzbetreiber
5. Beschreibung
Im Ladebetrieb wird CO2 auf ca. 60 bar komprimiert und bei etwa 30 °C verflüssigt. Die so gespeicherte Energie wird bei Bedarf durch Expansion des CO2 zurückgewonnen: Das CO2 verdampft, dehnt sich aus und treibt dabei eine Turbine an. Das gesamte System arbeitet in einem geschlossenen Kreislauf, ohne CO2 freizusetzen.
Vorteile
- Klimafreundlich: Kein CO2-Austritt, Nutzung eines bestehenden Klimagases als Speichermedium
- Effizient: Wirkungsgrad ca. 70–80 %
- Platzsparend: Ca. 5–10 ha pro GWh Speicherleistung
- Keine geografischen Einschränkungen: Flachland-geeignet, keine Höhenlagen nötig wie bei Pumpspeichern
- Modular erweiterbar: Von 10 MWh bis zu mehreren GWh skalierbar
- Robuste Technik: CO2 ist industriell etabliert, das System ist mechanisch stabil
6. Mitgeltende Unterlagen
- Technologiedatenblatt CO2-Batterie (kann verlinkt werden)
- Energie-Dome-Daten (Beispielprojekt)
- Energy Dome (Link funktioniert auch wenn er durchgestrichen erscheint!)
7. Dokumentation
Projektdokumentation erfolgt durch beteiligte Speicheranbieter und Energieversorger. Erfahrungen aus Pilotanlagen können aufgenommen werden.
8. Lenkung
Diese Seite wird kontinuierlich mit aktuellen technischen Entwicklungen und Praxisbeispielen ergänzt. Fachliche Rückmeldungen willkommen.
9. Anlagen
- Beispielhafte Flächenbedarfsberechnung
- Grafiken zum Systemaufbau (folgt)
- Vergleich CO2-Batterie vs. Pumpspeicher vs. LAES (optional)
📊 Vergleich: Platzbedarf pro GWh
| System | Speichergröße | Platzbedarf (grob) | Geeignet für flaches Land? |
|---|---|---|---|
| Pumpspeicher (PSW) | 1 GWh | >100 ha (~1 km²) | Nein |
| CO₂-Batterie | 1 GWh | ca. 5–10 ha | Ja |
| Li-Ionen-Batterie | 1 GWh | <1 ha, aber teuer | Ja |
🧠 Fazit
- CO₂-Batterien benötigen nur einen Bruchteil des Platzes eines Pumpspeichers und lassen sich flächig, modular und dezentral aufbauen.
- Sie konkurrieren nicht mit Topografie und sind somit eine echte Option für Industrieflächen, alte Kraftwerksstandorte oder Brachen.
- Für Länder ohne hohe Berge (z. B. Niederlande, Norddeutschland) sind CO₂-Batterien ein potenzieller Game-Changer.
💡 CO₂-Batterien – Sauberer Strom aus Druck und Temperatur
CO₂-Batterien speichern Energie, indem sie Kohlendioxid in einem geschlossenen Kreislauf verflüssigen und bei Bedarf wieder verdampfen. Die dabei entstehende Druck- und Temperaturdifferenz wird über eine Turbine zur Stromerzeugung genutzt.
✅ Vorteile auf einen Blick:
- Hoher Wirkungsgrad: ca. 70–80 %
- Geringer Platzbedarf: < 10 ha pro GWh – deutlich kompakter als Pumpspeicher
- Temperaturen nahe Raumtemperatur → kein Tieftemperatur-Kühlaufwand wie bei Luftverflüssigung
- Keine geografischen Anforderungen – flaches Land ausreichend
- Skalierbar & modular – ideal für Industrieflächen, alte Kraftwerksstandorte, urbane Regionen
- Klimaneutral im Betrieb – geschlossener CO₂-Kreislauf, keine Emissionen
- Industriell bewährte Technik – CO₂ ist als Kältemittel und Prozessgas etabliert
🔧 Technische Eckdaten (typisch):
- Speichermedium: reines CO₂ im geschlossenen Kreislauf
- Verflüssigungspunkt: ~30 °C bei ~60 bar
- Speichergröße: 10–1000+ MWh möglich
- Nutzungsdauer: ideal für mittelfristige Speicherung (Stunden bis Tage)
CO₂-Batteriepark der Zukunft – Kombiniert denken, Flächen optimal nutzen
🌿 Nachhaltige Energiespeicherung dort, wo sie entsteht
Windkraft liefert besonders in windreichen Regionen – z. B. in Norddeutschland – über viele Stunden Strom. Doch wenn das Netz voll ist, müssen Windräder oft abgeregelt werden. Hier setzt die CO₂-Batterie an: Sie speichert Überschussstrom in Form von komprimiertem CO₂ und stellt ihn bei Bedarf wieder zur Verfügung.
🔋 Das Prinzip einfach erklärt
- Strom vom Windrad wird genutzt, um CO₂ unter Druck zu verflüssigen.
- Bei Energiebedarf wird das CO₂ wieder entspannt und verdampft, dabei treibt es eine Turbine an.
- Der Kreislauf ist geschlossen und wiederverwendbar – es entsteht kein CO₂-Ausstoß.
🏘️ Das kombinierte System
Die Idee: Flächen mehrfach nutzen und dabei Windkraft, Solarenergie, Stromspeicherung und Gebäudenutzung intelligent kombinieren.
Bestandteile eines CO₂-Batterieparks:
- 🌬️ Windrad: Liefert Strom für den Speicherbetrieb.
- ⛅️ PV-Module auf den CO₂-Gasbehältern: Für Eigenbedarf und Netzeinspeisung.
- ♻️ CO₂-Batterie-Einheit: Mit Kompressor, Speicherbehältern und Turbine.
- 🏢 Gebäude darunter: Halle für Landwirtschaft, Lager oder Gewächshaus.
- → Ausrichtung zur Sonne: Maximale PV-Ausbeute durch durchdachte Platzierung.
✅ Die Vorteile auf einen Blick
- Doppelte Flächennutzung: Energiespeicher + wirtschaftliche Nutzung darunter
- Lokal gespeicherter Windstrom: Reduziert Netzlast & erhöht Versorgungssicherheit
- CO₂ als umweltfreundliches Speichermedium: Kein Verbrauch, kein Austritt
- PV + Wind + Speicher: Perfekte Synergie für dezentrale Versorgung
- Wirtschaftlich nutzbar: Ideal für Genossenschaften, Kommunen, Agrarbetriebe
🔬 Ausblick
CO₂-Batterien ermöglichen eine völlig neue Form der Energiespeicherung – kompakt, effizient und kombinierbar. Wenn Flächen mehrfach genutzt werden, steigt nicht nur die Effizienz, sondern auch die Akzeptanz vor Ort. Der CO₂-Batteriepark zeigt, wie Energiewende, Landwirtschaft und Raumplanung gemeinsam gedacht werden können.
Mehr erfahren: Energy Dome Link funktioniert auch wenn er durchgestrichen erscheint!
| Revision: 1 | Erstellt/Geändert: | Geprüft: | Freigegeben: | Gültig ab: |
| Datum: | 29.07.2025 | 29.07.2025 | 29.07.2025 | 29.07.2025 |
| Unterschrift: | Beauftragter/ChatGPT | Aufsichtsrat | Vorstand | Beauftragter |