Mini-Turbine soll eine ganze Stadt versorgen

GE hat einen neuen Stromerzeuger entwickelt, der beim Zwischenspeichern von Wind- und Sonnenenergie helfen könnte.

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Der Forschungsarm des Elektrotechnikkonzerns GE hat eine Turbine von der Größe eines Tischs entwickelt, die eine Kleinstadt mit bis zu 10.000 Häusern versorgen kann. Das Gerät wird mit superkritischem Kohlendioxid betrieben, das unter sehr hohem Druck steht und dabei bis zu 700 Grad Celsius heiß ist.

Im Betrieb befindet sich der Stoff in einem Zustand, der weder flüssig noch gasförmig ist. Nachdem das CO2 die Turbine durchlaufen hat, wird es herunter gekühlt und erneut unter Druck gesetzt, bevor der nächste Energieerzeugungszyklus beginnt.

Die kompakte Größe und die Fähigkeit, schnell an- und wieder ausgeschaltet zu werden, könnte das System auch als Zwischenspeicher fürs Stromnetz interessant machen. Sein Volumen liegt nur bei einem Zehntel einer vergleichbaren Dampfturbine und hat das Potenzial, einen Wirkungsgrad von 50 Prozent beim Umwandeln von Wärme in Strom zu erreichen.

Dampfbasierte Systeme erreichen im Schnitt 45 Prozent. Die Verbesserung wird durch eine höhere Wärmeleitfähigkeit erzielt, außerdem ist der Kompressionsbedarf bei superkritischem CO2 geringer als bei regulärem Dampf.

Der aktuell vorführbereite GE-Prototyp erreicht 10 Megawatt, eine fertige Anlage soll 33 Megawatt erreichen. Neben der höheren Effizienz lässt sich das System auch schneller anfahren, was für einen Energiespeicher wichtig ist. Dabei soll Strom aus Sonnenkraft, Atom oder fossilen Kraftwerken zunächst in Form von heißen Schmelzsalzen gespeichert werden.

Deren Wärme ließe sich auf Abruf nutzen, um Wasser zu erhitzen, das dann in einer Dampfturbine verwendet wird – doch die benötigt bis zu einer halben Stunde, bis sie Volllast erreicht. Die GE-CO2-Turbine braucht dagegen nur ein bis zwei Minuten, lohnt sich also auch für eine "On-the-Spot"-Stromerzeugung, wenn man beispielsweise Nachfragespitzen ausgleichen muss.

Das System könnte damit auch wirtschaftlicher sein als ein großes Akkuarray. Will man mehr Stromstunden speichern, müsste das Schmelzsalzreservoir eben etwas größer ausfallen. "Der Schlüssel liegt darin, dass die Sache wirtschaftlich wird", sagt Doug Hofer, der GE-Ingenieur, der das Projekt leitet. Im Vergleich zu Batteriesystemen sei man hier schon sehr weit. (bsc)