里斯本新大学(NOVA和里斯本大学的研究人员一直在研究,是否可以利用地下深处的多孔岩层将多余的可再生能源电力以压缩空气的形式储存起来。

在他们建模的最理想情景下,单个地下储能库最多可储存1太瓦时(TWh)的能量,这几乎足以满足葡萄牙某些中等规模城市的用电需求。

这个想法听起来颇具未来感,但压缩空气储能技术自20世纪70年代以来就以各种形式存在。葡萄牙研究人员探索的是,这种技术如何在相当深处的天然多孔岩层中发挥作用。

其工作原理是什么?

当风力涡轮机或太阳能电池板产生的电量超过即时需求时,这些多余的电力可用于驱动压缩机。

随后,空气会被压入井中,深入地下数百甚至数千米,进入多孔岩石颗粒之间天然形成的微小空隙中。

这些空隙中通常含有不适合饮用的咸水。压缩空气会将水挤出,并在高压下被困在地下。

当再次需要电力时,该过程将逆向进行。压缩空气被输送回地表,其膨胀可驱动涡轮机发电。整个过程中无需燃烧任何燃料。

诺瓦科技大学GeoBioTec实验室的研究员里卡多·佩雷拉向欧洲新闻台表示,地下空间本质上可以作为电池使用,理论上可储存足够的能量来为小镇供电。

研究人员测试了不同的地质条件和深度,以评估理论上可储存的能量。

在最佳模型中,当运行深度为3,000米时,能量密度可达每立方米156千瓦时,最大储能容量约为1太瓦时。佩雷拉强调,这代表的是最理想的情况,而非每个地下场地都能达到的水平。

葡萄牙可能具备适合该项目的地质条件

这项研究对葡萄牙而言之所以特别引人关注,还有另一个原因。

科学家们目前正在寻找可能存在合适岩层的区域,而大致横跨里斯本和阿威罗之间的卢西塔尼亚盆地,已显现出巨大的潜力。

该盆地恰好覆盖了该国工业化程度较高的地区之一,那里风能、太阳能和水力发电已得到广泛应用。

里斯本和阿尔马达因其人口规模和工业活动,被研究人员列为具有潜在价值的重点区域。

地下储能还能在电网发生故障时提供支持。

压缩空气系统可提供所谓的“黑启动”,使发电无需先从电网取电即可启动。

佩雷拉表示,此类技术本可能有助于应对2025年伊比利亚大停电期间遇到的一些困难,但他谨慎地强调,对于如此大规模的停电,这并不能提供万能的解决方案。

最大的障碍可能是法律

目前还不要指望葡萄牙各地会迅速出现地下能源储能设施。

佩雷拉估计,一个项目从地质勘探到钻井、测试,最终投入运营,可能需要五到十年时间。

此外还有一个更紧迫的问题。据这位研究人员称,葡萄牙目前缺乏允许此类地下储能的具体立法。

由于地下资源归国家所有,在没有适当监管框架的情况下,企业无法随意启动地下储能项目的开发。佩雷拉向欧洲新闻台表示,目前立法的缺失甚至阻碍了企业开展足够详细的初步研究。

目前,葡萄牙方面的工作重点在于探索可行性,而非宣布新的能源项目。

但如果能确定合适的地质条件并解决监管问题,那么在阳光特别充足或风力特别强劲的日子里产生的部分电力,终有一天可能会被储存在一个出人意料的地方:葡萄牙地底深处的岩层中。