Onderzoekers van de NOVA-universiteit van Lissabon en de Universiteit van Lissabon hebben onderzocht of poreuze gesteenten diep onder de grond kunnen worden gebruikt om overtollige hernieuwbare elektriciteit op te slaan in de vorm van samengeperste lucht.

In het meest gunstige scenario dat zij hebben gemodelleerd, zou één enkel ondergronds reservoir maar liefst 1 TWh aan energie kunnen opslaan, genoeg om het verbruik van sommige middelgrote Portugese steden bijna te dekken.

Het idee klinkt futuristisch, maar energieopslag met behulp van samengeperste lucht bestaat al sinds de jaren zeventig in verschillende vormen. Het Portugese onderzoek richt zich op de vraag hoe dit zou kunnen werken in van nature poreuze rotsformaties op aanzienlijke diepte.

Hoe werkt het?

Wanneer windturbines of zonnepanelen meer elektriciteit produceren dan er op dat moment nodig is, kan dat overschot aan stroom worden gebruikt om compressoren aan te drijven.

De lucht wordt dan via een put naar beneden geperst, mogelijk honderden of zelfs duizenden meters onder de grond, in de minuscule ruimtes die van nature tussen de korrels van poreus gesteente voorkomen.

In die ruimtes bevindt zich normaal gesproken zout water dat niet geschikt is om te drinken. De samengeperste lucht verdringt het water en blijft onder druk ondergronds opgesloten.

Wanneer de elektriciteit weer nodig is, wordt het proces omgekeerd. De samengeperste lucht wordt terug naar de oppervlakte gebracht, waar de uitzetting ervan turbines kan aandrijven en elektriciteit kan opwekken. Er hoeft bij dit proces geen brandstof te worden verbrand.

Ricardo Pereira, onderzoeker bij GeoBioTec aan de NOVA School of Science and Technology, vertelde Euronews dat de grond in feite als een batterij kan worden gebruikt, die mogelijk genoeg energie kan opslaan om kleine steden van stroom te voorzien.

De onderzoekers testten verschillende geologische omstandigheden en diepten om te zien hoeveel energie er in theorie kan worden opgeslagen.

Hun meest optimistische model leverde een energiedichtheid op van maximaal 156 kWh per kubieke meter en een maximale opslagcapaciteit van ongeveer 1 TWh bij een werkdiepte van 3.000 meter. Pereira benadrukte dat dit een optimaal scenario is en niet het resultaat dat elke ondergrondse locatie zou kunnen behalen.

Portugal beschikt wellicht over de juiste geologische omstandigheden

Er is nog een reden waarom het onderzoek bijzonder interessant zou kunnen zijn voor Portugal.

Wetenschappers onderzoeken nu waar geschikte rotsformaties zouden kunnen bestaan, en het Lusitaanse Bekken, dat zich grofweg tussen Lissabon en Aveiro uitstrekt, is naar voren gekomen als een gebied met aanzienlijk potentieel.

Het bestrijkt bovendien toevallig een van de meer geïndustrialiseerde regio’s van het land, waar wind-, zonne- en waterkracht al op grote schaal worden gebruikt.

Lissabon en Almada behoren tot de gebieden die door de onderzoekers worden aangemerkt als potentieel interessant vanwege hun bevolkingsaantal en industriële activiteit.

Ondergrondse opslag zou het elektriciteitsnet ook kunnen ondersteunen wanneer er iets misgaat.

Systemen met samengeperste lucht kunnen zorgen voor een zogenaamde „black start“, waardoor de elektriciteitsopwekking kan beginnen zonder eerst stroom van het net te betrekken.

Pereira zei dat dergelijke technologie wellicht had kunnen helpen bij het beheersen van enkele van de moeilijkheden die zich tijdens de Iberische stroomuitval van 2025 voordeden, hoewel hij er zorgvuldig op wees dat dit geen wondermiddel zou zijn geweest voor een stroomstoring van die omvang.

De grootste hindernis is wellicht de wetgeving

Verwacht voorlopig nog niet dat er overal in Portugal ondergrondse energiereservoirs zullen verschijnen.

Pereira schat dat het vijf tot tien jaar kan duren om een project van geologische studies via boringen en tests tot uiteindelijk de ingebruikname te brengen.

Er is ook een meer direct probleem. Volgens de onderzoeker ontbreekt het Portugal momenteel aan specifieke wetgeving die dit soort ondergrondse energieopslag toestaat.

Omdat de ondergrond eigendom is van de staat, kunnen bedrijven niet zomaar beginnen met de ontwikkeling van ondergrondse opslagprojecten zonder een passend regelgevingskader. Pereira vertelde Euronews dat het gebrek aan wetgeving bedrijven momenteel belet om zelfs maar voldoende gedetailleerde voorstudies uit te voeren.

Voorlopig gaat het bij het Portugese werk om het in kaart brengen van de mogelijkheden, in plaats van het aankondigen van een nieuw energieproject.

Maar als er geschikte geologische omstandigheden kunnen worden geïdentificeerd en de regelgevingskwesties worden opgelost, zou een deel van de elektriciteit die op bijzonder zonnige of winderige dagen wordt opgewekt, op een dag op een nogal onverwachte plek kunnen worden opgeslagen: in de rotsen diep onder Portugal.