Technologie

Das Speichergeschäft

Erdgasspeicher bilden einen wichtigen Eckpfeiler in der deutschen und europäischen Energieversorgung. Während die Produktion des umweltfreundlichen Erdgases regelmäßig stattfindet, unterliegt der Verbrauch starken Schwankungen und folgt saisonalen (Temperatur) und konjunkturellen Vorgaben. Gemeinsam mit dem europäischen Gasleitungssystemen sorgen Erdgasspeicher dafür, dass zu jeder Zeit das benötigte Gas geliefert werden kann und auch für kalte Wintertage ausreichend Leistung und Versorgungssicherheit gewährleistet ist.

Speicherarten

Es gibt zwei Arten von Untertagespeichern: Kavernen- und Porenspeicher. Sie befinden sich in Tiefen zwischen 500 Metern und 2.500 Metern unter der Erde.
Porenspeicher

Porenspeicher Porenspeicher nutzen die natürliche Porosität und Durchlässigkeit von Sandsteinschichten. Das Erdgas lagert sich in den Poren und Klüften des Sandsteins ein. Sowohl bereits erschöpfte ehemalige Erdgaslagerstätten als auch Aquifere eignen sich für diese Art der Speicherung.

Aquifere sind ursprünglich mit Wasser gefüllte Gesteinsschichten, aus denen das Wasser durch Injektion von Erdgas verdrängt wird. Der Porenspeicher eignet sich aufgrund des großen Speichervolumens vorwiegend zur Abdeckung saisonaler Schwankungen.

Porenspeicher

Porenspeicher: Ehemalige Erdgaslagerstätten

Porenspeicher nutzen die natürliche Porosität und Durchlässigkeit von Sandsteinschichten. Das Erdgas lagert sich in den Poren und Klüften des Sandsteins ein. Sowohl bereits erschöpfte ehemalige Erdgaslagerstätten als auch Aquifere eignen sich für diese Art der Speicherung.

Aquifere sind ursprünglich mit Wasser gefüllte Gesteinsschichten, aus denen das Wasser durch Injektion von Erdgas verdrängt wird. Der Porenspeicher eignet sich aufgrund des großen Speichervolumens vorwiegend zur Abdeckung saisonaler Schwankungen.

Kavernenspeicher

Kavernenspeicher

Kavernenspeicher Im Gegensatz zu Porenspeichern sind Kavernen künstlich erzeugte Hohlräume in tiefen Salzformationen, die durch kontrolliertes Auflösen des Salzes mit Wasser (Aussolung) geschaffen werden. Sie können eine Höhe von mehreren 100 Metern und einen Durchmesser von bis zu 80 Metern erreichen. Die physikalischen Eigenschaften der Salzschicht garantieren eine natürliche Dichtheit der Kavernen. Kavernenspeicher dienen neben dem saisonalen Ausgleich vorwiegend der Deckung kurzzeitiger Spitzenlasten im Gasverbrauch.

Aus lagerstättentechnischen Gründen muss in einem Erdgasspeicher ein gewisses Gaspolster, das Kissengas, vorgehalten werden. Kissengas ist notwendig, um den minimal notwendigen Speicherdruck für eine optimale Ein- und Ausspeicherung zu gewährleisten sowie die erforderliche Standfestigkeit der Kavernen zu garantieren.

Speichertechnik

Einlagerung und Entnahme des Gases bestimmen den Erdgaskreislauf auf dem Betriebsgelände.


Einlagerung

  1. Jeder Erdgasspeicher ist über eine unterirdisch verlegte Rohrleitung mit dem Fernleitungsnetz der Erdgasversorgungs-Gesellschaft verbunden. Durch sie wird das Gas an den Speicher herangeführt und wieder abgeleitet.
  2. Das ankommende Gas durchströmt zunächst Filter, die Feststoffpartikel und Flüssigkeiten abscheiden. Anschließend durchströmt das Gas eine geeichte Volumenmessung.
  3. Zum Einpressen in den Speicher muss der Gasdruck erhöht werden. Dafür sind Verdichtereinheiten notwendig. Als Antrieb dienen sowohl Gasmotoren als auch Gasturbinen.
  4. Gaskühler führen die bei der Verdichtung entstehende Wärme ab.
  5. Danach wird das Gas über Hochdruckleitungen den Bohrungen zugeführt und in die Speicherhorizonte eingepresst.

Entnahme

Die Entnahme des Gases aus der Lagerstätte erfolgt durch dieselben Bohrungen, durch die es in die Lagerstätte eingepresst worden war.

Das Gas nimmt in der Lagerstätte Wasser auf. Damit es nicht zu Korrosionen und Verstopfungen durch Gashydratbildung in der Fernleitung kommt, ist es erforderlich, dem Gas die aufgenommene Feuchtigkeit zu entziehen.

  1. In einem ersten Schritt trennt ein Abscheider freie Wassertröpfchen vom Gasstrom ab. Das abgeschiedene Wasser wird in eine Wasserversenkbohrung eingepresst.
  2. Ein Vorwärmer heizt das Gas auf, damit es bei der nachfolgenden Druckreduzierung auf den geringeren Fernleitungsdruck nicht zur Gashydratbildung innerhalb der Prozessanlage kommt.
  3. Die Gastrocknung erfolgt in Glykolabsorptionsanlagen. Dabei nimmt das Glykol aufgrund seiner hygroskopischen Eigenschaft das als Wasserdampf im Gas enthaltene Wasser auf.
  4. Jetzt ist das Gas wieder in dem Zustand, in dem es ursprünglich angeliefert wurde und kann nach geeichter Volumenmessung an die Erdgasversorgungsgesellschaft zurückgegeben werden.

In einem ersten Schritt trennt ein Abscheider freie Wassertröpfchen vom Gasstrom ab. Das abgeschiedene Wasser wird in eine Wasserversenkbohrung eingepresst.

Ein Vorwärmer heizt das Gas auf, damit es bei der nachfolgenden Druckreduzierung auf den geringeren Fernleitungsdruck nicht zur Gashydratbildung innerhalb der Prozessanlage kommt.

Die Gastrocknung erfolgt in Glykolabsorptionsanlagen. Dabei nimmt das Glykol aufgrund seiner hygroskopischen Eigenschaft das als Wasserdampf im Gas enthaltene Wasser auf.
Jetzt ist das Gas wieder in dem Zustand, in dem es ursprünglich angeliefert wurde und kann nach geeichter Volumenmessung an die Erdgasversorgungsgesellschaft zurückgegeben werden.

Das geschilderte Verfahren der Entnahme aus dem Speicher setzt voraus, dass der Lagerstättendruck ausreichend hoch ist, um das Gas in die Fernleitung zu drücken. Ist dies am Ende der Entnahmephase nicht mehr der Fall, werden Verdichter auch beim Ausspeichern eingesetzt.

 
Das Betriebsgelände

Die Speicherung von Erdgas im Untergrund erfordert nur einen relativ geringen Platzbedarf für die obertägigen Betriebsanlagen. Zu jedem Erdgasspeicher gehören eine bzw. mehrere Sammellokationen für die Bohrungen, eine Verdichteranlage, Anlagen zur Messung der Gasmengen und der Gasbeschaffenheit sowie ein ständig besetzter Leitstand mit Einrichtungen zur Steuerung und Überwachung der Gesamtanlage. Außerdem sind dort Betriebsgebäude und sonstige Betriebseinrichtungen für Elektro-, Mess- und Regelanlage, Notstromversorgung, Druckluftversorgung und Brenngasaufbereitung sowie Büroräume vorhanden.