Исследователи из Лиссабонского университета NOVA и Лиссабонского университета изучают возможность использования пористых горных пород, расположенных глубоко под землей, для хранения избыточной электроэнергии, произведенной из возобновляемых источников, в виде сжатого воздуха.

Согласно наиболее благоприятному сценарию, смоделированному ими, одно подземное хранилище может вместить до 1 ТВт·ч энергии, что достаточно для покрытия почти всего энергопотребления некоторых средних португальских городов.

Идея звучит футуристично, но накопление энергии в виде сжатого воздуха существует в различных формах уже с 1970-х годов. В рамках португальского исследования изучается, как эта технология могла бы работать внутри естественных пористых горных пород на значительной глубине.

Как это работает?

Когда ветряные турбины или солнечные панели производят больше электроэнергии, чем требуется в данный момент, этот избыток можно использовать для работы компрессоров.

Затем воздух закачивается в скважину — на глубину, возможно, в сотни или даже тысячи метров под землей — в крошечные пространства, естественным образом образовавшиеся между зернами пористой породы.

Обычно в этих пространствах находится соленая вода, непригодная для питья. Сжатый воздух вытесняет воду и остается запертым под землей под давлением.

Когда электроэнергия снова понадобится, процесс происходит в обратном направлении. Сжатый воздух возвращается к поверхности, где его расширение приводит в движение турбины и вырабатывает электроэнергию. При этом не требуется сжигать никакое топливо.

Рикардо Перейра, исследователь из GeoBioTec при Научно-технологической школе NOVA, рассказал Euronews, что грунт, по сути, можно использовать в качестве аккумулятора, способного накопить достаточно энергии для обеспечения электроснабжения небольших городов.

Исследователи протестировали различные геологические условия и глубины, чтобы определить, какой объем энергии теоретически можно накопить.

В их модели с наилучшими параметрами плотность энергии достигала 156 кВт·ч на кубический метр, а максимальная емкость хранения составляла около 1 ТВт·ч при рабочей глубине 3 000 метров. Перейра подчеркнул, что это представляет собой оптимальный сценарий, а не то, чего можно достичь на каждом подземном объекте.

Португалия, возможно, обладает подходящими геологическими условиями

Есть ещё одна причина, по которой эти исследования могут представлять особый интерес для Португалии.

В настоящее время учёные изучают, где могут находиться подходящие горные породы, и Лузитанский бассейн, простирающийся примерно между Лиссабоном и Авейру, оказался районом со значительным потенциалом.

Кроме того, он охватывает один из наиболее индустриализованных регионов страны, где уже широко используются ветровая, солнечная и гидроэлектроэнергия.

Лиссабон и Алмада входят в число районов, отмеченных исследователями как потенциально интересные ввиду их численности населения и уровня промышленной активности.

Подземное хранение также может помочь электросети в случае сбоев.

Системы сжатого воздуха могут обеспечить так называемый «автономный запуск», позволяющий начать выработку электроэнергии без предварительного потребления энергии из сети.

Перейра отметил, что такая технология могла бы помочь справиться с некоторыми трудностями, возникшими во время иберийского отключения электроэнергии 2025 года, хотя он осторожно подчеркнул, что она не стала бы волшебным решением для аварии такого масштаба.

Самым большим препятствием может стать законодательство

Не стоит пока ожидать, что подземные энергохранилища появятся по всей Португалии.

По оценкам Перейры, реализация проекта — от геологических изысканий до бурения, испытаний и, наконец, ввода в эксплуатацию — может занять от пяти до десяти лет.

Существует также более насущная проблема. По словам исследователя, в Португалии в настоящее время отсутствует специальное законодательство, разрешающее этот вид подземного хранения энергии.

Поскольку недра принадлежат государству, компании не могут просто начать разработку проектов подземного хранения без соответствующей нормативной базы. Перейра сообщил Euronews, что отсутствие законодательства в настоящее время не позволяет компаниям продвигаться даже к достаточно подробным предварительным исследованиям.

Пока что работа португальцев направлена на определение того, что вообще возможно, а не на анонсирование нового энергетического проекта.

Однако если удастся найти подходящие геологические условия и решить нормативные вопросы, часть электроэнергии, произведенной в особенно солнечные или ветреные дни, однажды может быть накоплена в весьма неожиданном месте: в горных породах глубоко под землей Португалии.