Die Arbeit untersucht einen Ansatz zur Steigerung der Effizienz sowie Kapazität von unterirdischen Energiespeichern unter der Verwendung von Kies.
Dazu aus dem Abstract:
Eine effiziente Energiespeicherung mit großer Kapazität ist für die künftige Entwicklung des Energiesektors erforderlich, der zum Teil auf erneuerbaren Energiequellen basieren wird. Diese Energiequellen sind sowohl zeitlich als auch räumlich variabel, und überschüssige Energie muss zu Zeiten mit hoher Leistung gespeichert und bei Bedarf entnommen werden. Derzeit sind Pumpspeicherkraftwerke und in geringerem Maße auch Druckluftspeicher solche Speicher. In dieser Studie wird eine thermodynamische Analyse der Energiespeicherung mit komprimiertem CO in einem geschlossenen System aus zwei Höhlen durchgeführt. Um den thermodynamischen Wirkungsgrad zu erhöhen, wird dieses System zusätzlich mit Kies als thermischem Kapazitätsterm ausgestattet. Die Ergebnisse von mehr als 420 Konfigurationen zeigen, dass ein solches Speichersystem je nach Randbedingungen Wirkungsgrade von über 60% und Leistungen von über 100 MW erreichen kann. Die maximale elektrische Energie, die erzeugt werden kann, erreicht etwa 600 MWh. Dieses System weist einen höheren Wirkungsgrad unter Verwendung von CO auf als ein Luftsystem, ohne dass eine oberirdische Wärmespeicheranlage erforderlich ist. Die Aspekte, die sich auf die Leistung, Effizienz und Kapazität des Speichersystems auswirken, werden in dem Papier ausführlich beschrieben.