Naukowcy z Uniwersytetu NOVA w Lizbonie oraz Uniwersytetu w Lizbonie badają, czy porowate skały znajdujące się głęboko pod ziemią mogłyby służyć do magazynowania nadwyżek energii elektrycznej z odnawialnych źródeł w postaci sprężonego powietrza.

W najbardziej optymistycznym scenariuszu, który stworzyli, pojedynczy podziemny zbiornik mógłby zmieścić aż 1 TWh energii, co wystarczyłoby na pokrycie niemal całego zapotrzebowania niektórych średniej wielkości portugalskich miast.

Pomysł brzmi futurystycznie, ale magazynowanie energii w postaci sprężonego powietrza istnieje w różnych formach już od lat 70. XX wieku. Portugalskie badania skupiają się na tym, jak mogłoby to działać wewnątrz naturalnie porowatych formacji skalnych na znacznej głębokości.

Jak to działa?

Gdy turbiny wiatrowe lub panele słoneczne wytwarzają więcej energii elektrycznej, niż jest to w danej chwili potrzebne, nadwyżkę tę można wykorzystać do zasilania sprężarek.

Powietrze byłoby następnie wtłaczane do odwiertu, potencjalnie setki, a nawet tysiące metrów pod ziemią, do niewielkich przestrzeni występujących naturalnie między ziarnami porowatej skały.

W przestrzeniach tych zwykle znajduje się słona woda, która nie nadaje się do picia. Sprężone powietrze wypiera wodę i pozostaje uwięzione pod ziemią pod ciśnieniem.

Gdy znów potrzebna jest energia elektryczna, proces przebiega odwrotnie. Sprężone powietrze jest wyprowadzane z powrotem na powierzchnię, gdzie jego rozprężanie może napędzać turbiny i wytwarzać energię elektryczną. Proces ten nie wymaga spalania żadnego paliwa.

Ricardo Pereira, badacz z GeoBioTec przy Szkole Nauki i Technologii NOVA, powiedział Euronews, że grunt można by zasadniczo wykorzystać jako baterię, potencjalnie magazynującą wystarczającą ilość energii, by zaspokoić zapotrzebowanie małych miast.

Naukowcy przetestowali różne warunki geologiczne i głębokości, aby sprawdzić, ile energii można teoretycznie zmagazynować.

W ich modelu optymalnym uzyskano gęstość energii sięgającą 156 kWh na metr sześcienny oraz maksymalną pojemność magazynową wynoszącą około 1 TWh przy głębokości eksploatacyjnej 3 000 metrów. Pereira podkreślił, że jest to scenariusz optymalny, a nie wynik, jaki można osiągnąć w każdym podziemnym obiekcie.

Portugalia może mieć odpowiednie warunki geologiczne

Istnieje jeszcze jeden powód, dla którego badania te mogą być szczególnie interesujące dla Portugalii.

Naukowcy analizują obecnie, gdzie mogą występować odpowiednie formacje skalne, a Basen Luskitański, rozciągający się mniej więcej między Lizboną a Aveiro, okazał się obszarem o znacznym potencjale.

Obszar ten obejmuje również jeden z bardziej uprzemysłowionych regionów kraju, gdzie energia wiatrowa, słoneczna i wodna są już szeroko wykorzystywane.

Lizbona i Almada należą do obszarów wskazanych przez badaczy jako potencjalnie interesujące ze względu na liczbę mieszkańców i działalność przemysłową.

Podziemne magazynowanie energii mogłoby również pomóc sieci energetycznej w przypadku awarii.

Systemy sprężonego powietrza umożliwiają tzw. „uruchomienie z zera” (black start), pozwalające na rozpoczęcie wytwarzania energii elektrycznej bez konieczności czerpania jej najpierw z sieci.

Pereira stwierdził, że technologia ta mogłaby pomóc w radzeniu sobie z niektórymi trudnościami, jakie wystąpiły podczas awarii zasilania na Półwyspie Iberyjskim w 2025 r., choć ostrożnie podkreślił, że nie stanowiłaby ona magicznego rozwiązania w przypadku awarii na taką skalę.

Największą przeszkodą może być prawo

Nie należy jednak oczekiwać, że podziemne rezerwuary energii pojawią się w całej Portugalii już teraz.

Pereira szacuje, że realizacja projektu – od badań geologicznych, przez wiercenia i testy, aż po ostateczne uruchomienie – może zająć od pięciu do dziesięciu lat.

Istnieje również problem bardziej pilny. Według badacza w Portugalii brakuje obecnie konkretnych przepisów zezwalających na tego rodzaju podziemne magazynowanie energii.

Ponieważ podłoże należy do państwa, firmy nie mogą po prostu rozpocząć realizacji projektów podziemnego magazynowania energii bez odpowiednich ram prawnych. Pereira powiedział Euronews, że brak przepisów uniemożliwia obecnie firmom nawet przeprowadzenie wystarczająco szczegółowych badań wstępnych.

Na razie prace w Portugalii skupiają się raczej na ustaleniu, co byłoby możliwe, niż na ogłaszaniu nowego projektu energetycznego.

Jeśli jednak uda się zidentyfikować odpowiednie warunki geologiczne i rozwiązać kwestie regulacyjne, część energii elektrycznej wytworzonej w szczególnie słoneczne lub wietrzne dni mogłaby pewnego dnia zostać zmagazynowana w dość nieoczekiwanym miejscu: w skałach głęboko pod ziemią w Portugalii.