Gaskaverne
Speicher
Basisiwssen
Salz ist ein gasdichtes Mineral. Es bildet im Untergrund oft sehr mächtige Schichten. In diesen Gasschichten erzeugte Hohlräume von 100 Metern Durchmesser und bis zu 500 Metern Höhe dienen dann als Speichervolumen für Gas. Das ist hier näher erklärt.
Grundidee
In mächtigen, das heißt bis zu mehreren hundert Metern dicken geologischen Schichten aus reinem Salz werden künstlich große Hohlräume geschaffen. Über Rohre kann man dann Gas in die Hohlräume, die sogenannten Kavernen, pressen. Da das Gas dort unter hohem Druck steht, fassen die Hohlräume weit mehr Gas als sie von ihrem reinen Kubikmeter-Volumen her könnten. In Deutschland gab es im Jahr 2014 knapp über 30 Standorte mit Gaskavernen. Jeder Standort hatte zwischen 2 und bis zu 33 Einzelspeichern, also einzelne Kavernen.
Abmessungen und Speichervolumen
Einzelne Kavernen haben Durchmesser von etwa 100 Metern und Höhen von 100 bis 500 Metern. Nimmt man eine grob Zylindeform an, so hat jede Kaverne für sich ein Volumen zwischen 750 Tausend bis 3,75 Millionen Kubikmeter. Das Gas wird aber unter hohen Drücken in die Hohlräume gepresst. Damit lässt sich ein Vielfaches des Volumens als Gas speichern.
Herstellung einer Kaverne
Eine Möglichkeit zur Herstellung einer Gaskaverne ist, dass man durch Rohre Wasser nach unter Tage presst und es an anderer Stelle über Rohre wieder an die Oberfläche zurücklaufen lässt. Dadurch wird das Salz unter Tage ausgespült und es entsteht ein Hohlraum, die Kaverne. Die Form des Hohlraums kann man mit Sonden per Echolot und Radar bestimmen. Das mit Salz angereicherte Wasser nennt man Sole, das Herstellungsverfahren nennt man entsprechend auch Aussolung. Die Kavernen liegen in Deutschland (Stand 2022) in Teufen von minimal 500 Meter bis maximal 1800 Meter[1].
Beispielhafte Überschlags-Rechnung
Der Gasspeicher Huntorf nördlich von Bremen nahe der Weser besteht aus 7 einzelnen Kavernen, die in einer Teufe von 650 bis 1400 Metern liegen. Als Gesamt-Speicher-Volumen werden 431 Millionen Normkubikmeter angegeben, also rechnerisch im Mittel rund 60 Millionen Normkubikmeter pro Kaverne. Nimmt man eine durchschnittliche Tiefe von rund 800 Metern an, so kann ein realistischer Gebirgsdruck von 20 Megapascal (200 bar) angenommen werden. Das heißt, dass eine Kaverne grob 200 mal so viel Gas bei einem Druck von einem bar aufnehmen, wie ihr eigenes Volumen ist. Wenn eine Kaverne also bei 200 bar Druck 60 Millionen Normkubikmeter fasst, dann muss sie ein geometrisches Volumen in der Nähe von einem Zwanzigstel davon haben, also rund 3 Millionen Kubikmeter. Dieser sehr grob abgeschätzte Wert passt gut dem oben genannten zylinderförmigen Kavernen mit einem Durchmesser von 100 Metern und einer Höhe von etwa 380 Metern, beides durchaus sehr realistische Werte. Siehe auch Zylindervolumen berechnen ↗
Etymologie
Das Wort Kaverne ist mit dem englischen cave für Höhle verwandt. Letztendlich beruhen das deutsche und das englische Wort auf dem lateinischen Wort caverna für Höhle oder Aushöhlung. Denselben Ursprung hat das Worte konkav [Geometrie] ↗
Fußnoten
- [1] Untertage-Gasspeicherung in Deutschland. In: Erdöl Erdgas Kohle. Band 131, Nr. 11, 2015, S. 398–406.