Two engineers walking through an Energy Storage plant in Etzel, Germany

Gasspeicher-Technik

Untertage Gasspeicherung und innovative Speicherlösungen.

Gasspeicher-Technik | Uniper

Warum speichern wir Gas unter Tage?

Große Kapazitäten

Unterirdische Gasspeicher können viel größere Mengen Gas speichern, als Speichermöglichkeiten an der Oberfläche.

Versorgungssicherheit

Gasspeicher garantieren eine sichere Energieversorgung, kompensieren Verbrauchsspitzen im Winter und stabilisieren das Netz.

Flexibilität für die Zukunft

Mit mehr erneuerbaren Energien treten zusätzliche Schwankungen auf – Speicher ermöglichen eine schnelle Reaktion, z.B. mit H2

Ausgleich von Lastschwankungen

Saisonale Lastschwankungen (Sommer/Winter) und kurzfristige Nachfragespitzen werden ausgeglichen und das System stabilisiert.

Zwei Speicherarten

Porenspeicher ermöglichen die Speicherung großer Mengen,  Kavernenspeicher können kurzfristig  schnell ein- und ausspeichern.

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Gas storage info EN

So funktioniert Gasspeicherung

Über Fernleitungen wird das Gas zur Speicherstation transportiert. Im Zuge der Einspeicherung wird das Gas im Stationseingang zunächst gefiltert und anschließend hinsichtlich seiner Qualität und Menge gemessen. Mit den nachfolgenden Verdichtereinheiten wird das Gas komprimiert, anschließend gekühlt und – abhängig vom jeweiligen Speicherstandort – in einen Kavernen- oder Porenspeicher geleitet.

Bei der Ausspeicherung wird das Gas zunächst mit Abscheidern von freien Flüssigkeiten und Feststoffen befreit. Anschließend wird das Gas vorgewärmt, um bei der anschließenden Druckreduzierung auf den Fernleitungsdruck die Bildung von Gashydraten zu vermeiden. Ist das Gas auf Fernleitungsdruck reduziert, erfolgt die Konfektionierung des Gases entsprechend der rechtlichen Anforderungen mit einer Gastrocknungsanlage. Anschließend werden erneut Menge und Qualität des Gases gemessen bevor es in die Fernleitung eingespeist wird.

Ein- und Ausspeicherung

In diesem Video wird der Ein- und Ausspeicherungs-Prozess am Beispiel unseres Erdgasspeichers ESE in Etzel gezeigt und erklärt. 

Wie funktioniert Untertage-Gasspeicherung?

Speichertypen

Kavernen sind große, natürliche oder künstlich durch Aussolung von Steinsalz oder durch Bergbau geschaffene unterirdische Hohlräume. Von besonderer Bedeutung für die Untertage-Gasspeicherung sind die künstlich angelegten Kavernen im Steinsalz. Die petrophysikalischen Eigenschaften von Salz garantieren die natürliche Dichtigkeit, sodass zusätzliche Verkleidungen nicht notwendig sind. Voraussetzung für den Bau von Kavernen für die Untertage-Gasspeicherung sind große, unterirdische Salzformationen. Dies ist insbesondere durch die Salzaufdomungen in Nord- und Mitteldeutschland gegeben. Zum Bau einer Kaverne wird das Steinsalz angebohrt. In den Salzstöcken lassen sich durch Ausspülen mit Frischwasser Hohlräume erzeugen, in denen das Erdgas sicher gespeichert werden kann.

Die Kavernenspeicher können sowohl bei saisonalen als auch bei kurzfristigen Bedarfsschwankungen genutzt werden, da sie schneller befüllt und entleert werden können als Porenspeicher.

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cavern new

Porenspeicher sind Untertage-Gasspeicher in ehemaligen Erdgas- oder Erdöllagerstätten sowie in Aquiferstrukturen. Voraussetzung für die Speicherung von Gas in Porenspeichern ist das Vorhandensein von porösem oder klüftigen Speichergestein, in dessen - meist mikroskopisch kleinen – Hohlräumen das Gas speichert werden kann.

Um zu gewährleisten, dass das Gas sicher und dauerhaft gespeichert wird, benötigt ein Porenspeicher eine darüber liegende, gasdichte Gesteinsschicht als Speicherabdeckung. In unseren Speichern besteht das Speichergestein aus Sandstein und die Speicherabdeckung aus vielen Metern mächtigen, dichten Tonschichten. Die Ein- und Ausspeicherung des Gases erfolgt über Tiefbohrungen. Darüber hinaus sind alle Bohrungen mit selbständig schließenden Untertage-Sicherheitsventilen versehen.

Porenspeicher dienen überwiegend der saisonalen Grundlastabdeckung, da sie zwar meist über ein großes Speichervolumen verfügen, das Gas aber durch die natürlich vorgegebenen Strömungsverhältnisse im Speichergestein langsamer ein- und ausgespeichert werden kann.

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porous storage new

Kissengas und Arbeitsgas

Die insgesamt im Speicher enthaltene Gasmenge lässt sich in Arbeitsgas und Kissengas unterteilen. Das Gas selbst ist das gleiche, den Unterschied macht die Funktion.

Das Arbeitsgas – der eigentliche Zweck eines Gasspeichers- ist die Gasmenge, die ein- und ausgespeichert werden kann. Dieser Anteil ist demnach das nutzbare Gasvolumen, das vermarktet werden kann.

Das Kissengas sorgt für den notwendigen Druck, um auch bei niedrigen Speicherfüllständen das Arbeitsgas mit hohen Raten aus dem Speicher entnehmen zu können. Zudem ist die Aufrechterhaltung eines minimalen Druckes notwendig, um in Kavernenspeichern langfristige Integrität sicherzustellen. In Porenspeichern mit Aquifereinfluss verhindert das Kissengas ein übermäßiges Eindringen von Wasser in den für die Gasspeicherung genutzten Porenraum. Um diese Funktionen zu erfüllen, verbleibt das Kissengas permanent im Speicher und hat einen Anteil von einem Drittel bis zur Hälfte am gesamten Speichervolumen. Die Kissengasgrenze ist eine durch behördliche Auflagen oder durch geologisch/technische Bedingungen festgelegte Untergrenze der Entleerung eines Gasspeichers.

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Technische Speicher-Kennlinien

Die Speicherkennlinien bilden die Ein- und Ausspeicherleistung des Speichers abhängig vom Speicherfüllstand ab.

Die verfügbare Anlagenkapazität wird maßgeblich vom Druck und der Temperatur des Speichergases beeinflusst. Allerdings sind  diese nicht konstant, sondern ändern sich in Abhängigkeit vom Speicherfüllstand und der Speicherfahrweise.

Die Anlagenkomponente mit der geringsten Leistungsfähigkeit bei einem angenommen Speicherfüllstand und bestimmten Druck- und Temperaturbedingungen bestimmt die verfügbare Speicherkapazität. Der Verlauf der Speicherkennlinie wird – abhängig von Druck und Temperatur – durch die unterschiedlichen Komponenten des Speichers beeinflusst, wie zum Beispiel Abscheider, Verdichter und die Bohrungen.

Ein weiterer Faktor, der die Speicherkapazität beeinflusst, ist der Druck des Ferngasnetztes, aus dem entweder eingespeichert oder in das ausgespeichert wird.

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Technical storage curves

Zukunftsoption Wasserstoff

Wir rüsten unsere Speicher für eine CO2-neutrale Zukunft. Die Untertagespeicherung von Erdgas ist seit Jahrzehnten erprobt und etabliert. Wir gehen davon aus, dass uns Erdgas als Brücke zu einer zukünftig völlig dekarbonisierten Energiewelt noch lange erhalten bleibt. Parallel dazu bereiten wir schon heute unsere Speicher für die Energiequellen der Zukunft vor. Wasserstoff gilt als Schlüssel zur Energiewende und hat den Vorteil, dass es sich, ebenso wie Erdgas, unterirdisch speichern lässt. Eine Untertage-Wasserstoffspeicherung im großen Maßstab ist für den europäischen Wasserstoffmarkt unverzichtbar und wird zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit beitragen. Wir verfügen über geeignete Speicheranlagen für den Wasserstoffmarkt und haben bereits damit begonnen, die Umsetzbarkeit zu prüfen. Nun ist ein klares regulatorisches Umfeld erforderlich, um die Umnutzung und Entwicklung neuer unterirdischer Wasserstoffspeicher zu ermöglichen.

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hydrogen storage

Prozesssicherheit

Uniper spielt eine führende Rolle bei der Förderung von Best Practice‐Strategien in den Bereichen Gesundheit, Arbeitssicherheit, Unternehmenssicherheit, Umweltschutz & Nachhaltigkeit (Health, Safety, Security, Environment & Sustainability = HSSE‐S), wo immer wir tätig sind. Wir sind fest davon überzeugt, dass dies der Gesellschaft, unseren Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern und ihren Familien zugutekommt. So haben wir uns zum Beispiel im Rahmen von OGMP 2.0 auch freiwillig selbstverpflichtet, unsere Methanemissionen kontinuierlich und transparent nach festgelegten Standards zu berichten und weiterhin zu senken. Wir wollen Menschen und Umwelt vor Schäden schützen, Risiken minimieren, die Sicherheit erhöhen und so sicherstellen, dass sich jeder bei Uniper in seinem Job sicher fühlt und am Ende eines jeden Tages sicher nach Hause zurückkehrt. Das ist unsere oberste Priorität. Unser Engagement für Gesundheit und Sicherheit bezieht selbstverständlich auch Geschäftspartner, Nachbarn und Besucher mit ein.

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HSSE icon

Überwachung aus der Ferne

Als Besonderheit in der Betriebsführung unserer Speicher verwenden wir die Netzleittechnik in erster Linie zur Überwachung aus der Ferne, teilweise auch zur Steuerung. Diese Prozessleittechnik beinhaltet die Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik für die Bedienung unserer Speicher und liefert dem Betriebspersonal, bei uns Dispatcher genannt, die notwendigen Daten, um zielgerichtet Entscheidungen treffen zu können und Routinearbeiten zu erleichtern. Die Speicher werden aus der Ferne in unserer 24/7 besetzten Dispatching-Zentrale überwacht, dabei müssen auf Störsituationen reagiert und Ein- und Ausspeicherprozesse gesteuert werden. Hierzu werden Prozessinformationen wie Zählwerte, Messwerte und Meldungen an unsere Dispatching-Leitzentrale übertragen, dort bedienergerecht aufbereitet und dargestellt. Von dort werden dann in Gegenrichtung Steuer- und Stellbefehle an den Prozess gerichtet. Die generelle Bedienung des Speichers ist natürlich nach wie vor auch am Speicher möglich. Diese Art der Überwachung und Steuerung der Gasspeicherungsprozesse bringt viele Vorteile und eine große Flexibilität mit sich.

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Monitoring from a distance

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