Mogu li stijene riješiti najveći problem zelene energije?
Dok Europa ubrzano gradi vjetroelektrane i sunčane elektrane, najveći izazov više nije samo proizvodnja čiste energije nego njezino spremanje. Nova istraživanja pokazuju da bi duboko podzemlje, ispunjeno poroznim stijenama i stlačenim zrakom, moglo postati ogromna baterija budućnosti za novu Europu.
Sunce ne sja uvijek kada je potrošnja najveća, a vjetar ne puše prema rasporedu elektroenergetske mreže. Zato se energetska tranzicija sve više pretvara u utrku za tehnologijama koje višak električne energije mogu pohraniti satima, danima ili čak dulje. Jedna od najzanimljivijih ideja ne traži nove goleme površinske spremnike ni velike količine litija, nego koristi geološke strukture koje već postoje pod našim nogama.
Kako piše Euronews u analizi mogućnosti korištenja podzemlja kao energetskog spremnika, znanstvenici s portugalskih sveučilišta proučavali su mogućnost spremanja energije tako da se viškom električne energije pokreću kompresori, a stlačeni zrak utiskuje duboko u porozne stijene. Kada mreži ponovno zatreba struja, zrak se vraća prema površini, širi se i pokreće turbine koje proizvode električnu energiju.
Stijena kao golemi spremnik stlačenog zraka
Za razliku od litij-ionske baterije, u ovom slučaju energija se ne pohranjuje kemijskom reakcijom. Podzemna stijena postaje svojevrstan spremnik: zrak ulazi u sitne pore između mineralnih zrnaca, pri čemu može potiskivati slanu podzemnu vodu koja nije namijenjena za piće. Presudni su odgovarajuća dubina, nepropusnost slojeva i geološka struktura sposobna zadržati visoki tlak bez nekontroliranog gubitka zraka.
Prema podacima koje prenosi Euronews, portugalski istraživači procijenili su da bi u najpovoljnijem teorijskom scenariju jedan takav sustav mogao dosegnuti gustoću energije do 156 kWh po prostornom metru i ukupni kapacitet do jednog teravatsata na dubini od približno 3000 metara. Riječ je o gornjoj procjeni, a ne o već izgrađenom postrojenju, ali brojke pokazuju koliko bi velik mogao biti potencijal dubokog podzemlja.
Takvi sustavi pripadaju široj skupini tehnologija CAES, odnosno spremanja energije stlačenim zrakom. Njihova je glavna prednost mogućnost dugotrajnog spremanja velikih količina energije, što postaje sve važnije kako raste udio nestalnih obnovljivih izvora.
Potreba za takvim tehnologijama u Europi sve je izraženija. Europska komisija procjenjuje da bi Europskoj uniji do 2030. moglo trebati oko 200 GW kapaciteta za spremanje energije, dok je početkom 2026. bilo instalirano približno 55 GW. Isti cilj od 200 GW navodi se i u dokumentima Europske komisije o jačanju europskog energetskog sustava.
Velik potencijal, ali geologija ne oprašta pogreške
Ideja ipak nije bez prepreka. Podzemni spremnik mora ostati stabilan tijekom velikog broja ciklusa punjenja i pražnjenja, zrak ne smije nekontrolirano prodirati kroz pukotine, a promjene tlaka i temperature ne smiju ugroziti okolne geološke slojeve. Zbog toga su detaljna istraživanja lokacije, bušenje i dugotrajno praćenje podzemlja jednako važni kao i sama energetska tehnologija.
Tu su i troškovi istražnih bušotina, geološkog kartiranja, dozvola te izgradnje kompresora, turbina i ostale površinske infrastrukture. To znači da se ovakva tehnologija neće moći primijeniti baš svugdje, nego prvenstveno ondje gdje prirodni uvjeti nude odgovarajuću kombinaciju dubine, poroznosti i nepropusnih stijenskih slojeva.
Da spremanje energije stlačenim zrakom ipak izlazi iz eksperimentalne faze, pokazuje američki projekt Willow Rock u Kaliforniji. Prema California Energy Commissionu, riječ je o planiranom postrojenju snage 500 MW i neto kapaciteta od 4000 MWh. Projekt koristi naprednu tehnologiju spremanja stlačenog zraka, a trenutačno je u fazi prije početka gradnje. Američko Ministarstvo energetike također je objavilo plan financijske potpore projektu Willow Rock, naglašavajući njegov potencijal za dugotrajno skladištenje energije i stabilizaciju elektroenergetske mreže.
Ako se pokaže da porozne stijene mogu sigurno, dugotrajno i dovoljno jeftino preuzeti ulogu golemih podzemnih spremnika, karta energetske infrastrukture mogla bi se znatno promijeniti. Buduće „baterije” tada možda neće stajati u velikim halama pokraj elektrana i dalekovoda. Najveći dio njih mogao bi biti potpuno nevidljiv – stotinama ili tisućama metara ispod naših nogu.
