Erdgaslager

Ein Untergrundspeicher ist ein Speicher in natürlichen oder künstlichen Hohlräumen unter der Erdoberfläche.

Der Begriff wird vor allem für unterirdische Gasspeicher für Erdgas verwendet, aber auch für Wasserstoff-Speicher ^[1] und Erdöl-Speicher. Diese Speicher dienen zur Glättung von Ungleichgewichten zwischen Angebot/Förderung und Nachfrage/Verbrauch sowie der Erhöhung der Versorgungssicherheit. In der Regel werden Erdgasspeicher in warmen Sommermonaten (Mai-Oktober), wenn der Gasbedarf niedriger ist, befüllt und in den Wintermonaten (November-April) zur Deckung von Mehrbedarf entleert.

Das im Speicher vorhandene Volumen unterteilt sich in Arbeitsgas- und Kissengasvolumen. Das Arbeitsgasvolumen ist das im Jahresverlauf nutzbare Gasvolumen (Umschlagsmenge). Das Kissengas stellt das energetische Polster eines Speichers dar und verbleibt in der Formation (Kavernenspeicher) oder Lagerstätte (Porenspeicher).

Da das Gas im Untergrundspeicher unter erhöhtem Druck steht, muss das Gas zur Einlagerung mit einem Kompressor hineingepumpt werden. Ein Teil der hierfür aufgewendeten Energie kann bei der Wiederentnahme in einer Expander-Gasturbine zurückgewonnen werden. Nach diesem Prinzip wirkt der Untergrundspeicher zusätzlich als mechanischer Energiespeicher, so wie ein Druckluftspeicherkraftwerk.

Arten

Porenspeicher

In porösem Gestein wird Gas schwammähnlich aufgenommen.

Bei der Anlage wird auf vorhandene geologische Formationen zurückgegriffen. In den Poren und Klüften unterirdischer Kalk- und Sandsteinschichten sammelte sich vor Millionen von Jahren Erdgas, das bereits gefördert wurde. Porenspeicher sind natürliche Lagerstätten. Nach oben dichtet eine geschlossene, dichte Gesteinsschicht den Speicher ab. Ihre Dichtigkeit haben sie über den langen Zeitraum von Jahrmillionen bewiesen.

Porenspeicher in Gesteinsschichten, aus denen Wasser durch eingepresstes Erdgas verdrängt wurde, bezeichnet man als Aquifer-Speicher.

Durch die großen Lagerungsmengen dient das Erdgas in Porenspeichern vorwiegend zur Abdeckung saisonaler Bedarfsschwankungen.

Kavernenspeicher

Diese künstlich erzeugten Hohlräume in Salzstöcken werden durch Bohren und Gewinnung von Sole geschaffen. Sie sind zylinderförmig, können Durchmesser bis zu 80 m und Höhen zwischen 50 und 500 m haben und liegen Hunderte von Metern unter der Erdoberfläche, in Deutschland zum Teil in Tiefen (bergmännisch Teufen) bis zu 2.500 m.

Die petrophysikalischen Eigenschaften von Salz garantieren die natürliche Dichtheit der Steinsalzkavernen und machen eine zusätzliche Auskleidung, wie bei bergmännisch geschaffenen Felskavernen, unnötig.

Die Kavernen können mit Erdgas oder Erdöl befüllt werden.

Die gespeicherten Gasmengen variieren zwischen 40 und 100 Millionen Kubikmeter pro Einzelkaverne.

Kavernenspeicher werden vorwiegend zur Spitzendeckung verwendet und stehen zum Ausgleich kurzfristiger Importstörungen oder Schwankungen zur Verfügung.

Der Gasinhalt eines jeden Speichers unterteilt sich grundsätzlich in Kissengas und Arbeitsgas. Das Kissengas besteht aus dem Gasvolumen, das in einem Speicher erforderlich ist, um den minimal notwendigen Speicherdruck für eine optimale Ein- und Ausspeicherung zu ermöglichen. In Kavernen ist das Kissengas auch zur Gewährleistung der Standfestigkeit erforderlich. Der Kissengasanteil beträgt etwa 1/3 bis 1/2 vom maximalen Speichervolumen und verbleibt permanent im Speicher. Als Arbeitsgas definiert man das Gasvolumen, das zusätzlich zum Kissengas jederzeit eingelagert oder entnommen werden kann.^[2]

Die größte Kavernenspeicheranlage Europas befindet sich in Epe (Westfalen). In insgesamt 45 Kavernen können bis zu 2,5 Mrd. m³ Erdgas eingelagert werden.

Bei der Nutzung als Erdölspeicher dient Sole als Ausgleichsflüssigkeit. Wenn Erdöl in den Speicher gepumpt wird, erfolgt eine Verdrängung der Sole aus der Kaverne. Das Auslagern von Erdöl erfolgt wiederum durch Einpumpen von Sole. Der größte Kavernenspeicher für Erdöl in Deutschland befindet sich in ebenfalls in Epe (Westfalen). 2007 waren in 3 von 5 dafür vorgesehenen Kavernen insgesamt rund eine Million Kubikmeter Rohöl eingelagert.

Siehe auch: Kaverne (Bergbau), Kavernenkraftwerk

Speicher in ausgeförderten Erdgaslagerstätten

Ausgeförderte Erdgaslagerstätten können bei entsprechender geologischer Eignung wieder mit Erdgas gefüllt werden, um bei Bedarf als Reserve zur Verfügung zu stehen. Ein Beispiel sind die Felder Haidach, Tallesbrunn und Schönkirchen in Österreich, in die über die Kompressorstation in Baumgarten an der March importiertes Erdgas aus Russland eingespeichert wird.

Speicher in ehemaligen Bergwerken

Unter bestimmten Voraussetzungen kann in ehemaligen Bergwerken ebenfalls Erdöl bzw. Erdgas eingelagert werden. Dazu wird der ehemalige Förderschacht mit einer Förderrohrtour versehen und abgedichtet. Ein Beispiel ist der Erdgasspeicher Burggraf-Bernsdorf der VNG - Verbundnetz Gas AG.

Untergrundspeicher in verschiedenen Ländern

Speicherkapazität international

Die Länder mit der weltweit größten Speicherkapazität waren 2006:

Land	Anzahl Speicher	Speichervolumen in Mrd. Kubikmeter
USA	385	100,8
Russland	22	93,5
Ukraine	13	31,9
Deutschland	44	19,1
Italien	10	17,4
Kanada	49	14,8
Frankreich	15	11,6
Niederlande	3	5,0
Österreich	5	4,0

Untergrundspeicher in Deutschland

Insgesamt gibt es in Deutschland 44 (Stand 2006) Untergrundspeicher. Hier werden ca. 19 Milliarden Kubikmeter Erdgas zur Spitzendeckung, zum Ausgleich kurzfristiger Importstörungen und saisonaler Bedarfschwankungen gelagert. Der größte Untergrundspeicher West-Europas ist die Anlage der Wingas in Rehden mit 4,2 Mrd. Kubikmetern. Weitere Beispiele solcher Speicher sind die Speicher Inzenham West der RWE Dea AG, Bierwang (in Unterreit) und Epe der E.ON Ruhrgas AG , Dötlingen der BEB Speicher/EMGSG, Etzel der IVG und der Erdgasspeicher Frankenthal der Saar Ferngas . Das Spandauer Erdgaslager in Berlin besitzt beispielsweise ein maximales Volumen von 1 Milliarde Kubikmeter Erdgas. Weitere 19 Untertagespeicher befinden sich nach Angaben des Bundesverbandes der deutschen Gas- und Wasserwirtschaft (BGW), Bonn, in Bau, Ausbau oder in der Planung.

Untergrundspeicher in Österreich

Gegenwärtig (2008) bestehen in Österreich 5 Untergrundspeicher für Erdgas:

• Tallesbrunn bei Gänserndorf (NÖ), (OMV), seit 1974, 300 Mio. Kubikmeter
• Schönkirchen-Reyersdorf bei Gänserndorf (NÖ), (OMV), seit 1977, 1,57 Mrd. Kubikmeter in 5 Horizonten (510 m 120 Mio. Kubikmeter, 550 m 160 Mio. Kubikmeter, 750 m 210 Mio. Kubikmeter, 1050 m 550 Mio. Kubikmeter, 1150 m 530 Mio. Kubikmeter)
• Thann bei Steyr (OÖ), (OMV), seit 1977, 250 Mio. Kubikmeter in 650 m Tiefe
• Puchkirchen bei Timelkam (OÖ), (RAG), seit 1982, 860 Mio. Kubikmeter in 1100 m Tiefe (bis 2010 durch Einbeziehung des Gasfeldes Haag am Hausruck Ausbau auf 1,2 Mrd. Kubikmeter)
• Haidach bei Straßwalchen (Salzburg), (RAG mit Beteiligung von WINGAS und Gazprom Export), seit 2007, 1,2 Mrd. Kubikmeter in 1600 m Tiefe (bis 2011 Ausbau auf 2,7 Mrd. Kubikmeter)

Mit einer Gesamtspeicherkapazität von etwa 4 Mrd. Kubikmetern kann Österreich derzeit etwa die Hälfte seines Jahresbedarfs an Erdgas einlagern, was in Europa einen Spitzenwert darstellt.

Der Speicher Schönkirchen-Tief (Speicherhorizont in 2800 bis 2900 m Tiefe) mit rund 2 Mrd. Kubikmetern ist in Bau, die Fertigstellung in zwei Ausbaustufen ist bis 2011 und 2015 geplant.

Unter dem Titel "Seven Fields" ist bis 2015 die Errichtung von Speichern in mehreren ausgeförderten Erdgaslagerstätten im Grenzgebiet von Oberösterreich und Salzburg mit einem Gesamtvolumen von rund 2 Mrd. Kubikmetern geplant.

Siehe auch

Gasbehälter

Weblinks

Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie in Niedersachsen

Informationen zur unterirdischen Hohlraumvermessung (SOCON Sonar Control)

Untertage-Gasspeicherung (Erdöl, Erdgas, Kohle 2007), 1.320 kb

Quellen

1. ↑ http://www.ipp.mpg.de/ippcms/ep/ausgaben/ep200802/bilder/wasserstoff_speicher Wasserstoff-Speicherung in Salzkavernen zur Glättung des Windstromangebots]
2. ↑ Erläuterung Arbeitsgas/Kissengas [1]