Amerikai kutatók új módszert találtak arra, hogy az elhagyott olajkutak geotermikus hőjét felhasználva növeljék a sűrített levegős energiatárolás (CAES) hatékonyságát.
A Penn State University kutatói február 28-án publikálták tanulmányukat, amelyben arra hívták fel a figyelmet, hogy az elhagyott olaj- és gázkutak geotermikus hőjének hasznosítása érdemi hatással lehet a sűrített levegős energiatárolás (Compressed Air Energy Storage, CAES) hatékonyságára. Az általuk javasolt innovatív megoldás, amely
geotermikus hőt alkalmaz az elhasználódott kutakban, akár 9,5 százalékkal is növelheti a CAES-rendszerek teljesítményét.
A kutatás az Egyesült Államok környezetvédelmi hatóságának (EPA) korábbi adatai alapján a világ mintegy 3,9 millió elhagyott olaj- és gázkútjának újrahasznosítását is lehetővé tenné, jelentős költségmegtakarítást eredményezve az új fúrások terén. Érdekesség, hogy az iyen világszerte meglévő olaj- és gázkutak pontos számának meghatározása nehéz feladat, mivel az adatok globális szinten nem egységesek, és sok országban hiányosak vagy elavultak a nyilvántartások. A rendelkezésre álló kutatások és becslések közül azonban a szakértők szerint ez a 3,9 milliós szám a legpontosabb. E kutak közül mintegy 2 millió az olyan, amelyet soha nem zártak le megfelelően. (Más források, például a Reuters 2020-as jelentése 3,2 millió elhagyott kútról számol be az USA-ban, míg az Environmental Defense Fund [EDF] 2022-ben 120 ezer dokumentált, úgynevezett árvakutat [orphaned wells] azonosított.) Mindenesetre ezek újrahasznosítása nemcsak környezetvédelmi szempontból, hanem
gazdaságilag is előnyös, mert a megújulók nagyon ingadozó áramfeleslege könnyen eltárolható a már nem használt kitermelő kutakban.
A CAES-rendszer működése és a geotermikus hő szerepe
A sűrített levegős energiatárolás (CAES) során sűrített levegőt nyomnak be föld alatti tározókba. Amikor a zöldenergia olcsó, mert erős a napsütés vagy szeles az idő, de nem tudják kellő módon eltárolni, az átalakított olajkutakba levegőt pumpálnak. Azután az energiát csúcsidőszakokban nyerik vissza, amikor a föld alatt eltárolt levegőt kiengedik, azzal pedig turbinákat hajtanak meg, így visszaalakítják árammá az így „eltárolt” energiát.
Azonban a hagyományos CAES-rendszerek hatékonyságát korlátozzák a levegő sűrítése és kiengedése során keletkező hőveszteségek. A Penn State kutatói most egy olyan új megoldást javasolnak, amely a geotermikus hő hasznosításával orvosolja ezt a problémát.
A geotermikus energia segítségével ugyanis a sűrített levegő előmelegíthető, ami növeli annak nyomását és energiasűrűségét. Ezáltal a rendszer képes több energiát tárolni, és hatékonyabban visszaadni azt,
vagyis az említett, a hagyományos CAES-rendszerekhez viszonyított 9,5 százalékos hatékonyságnövekedés így érhető el. A kutatás azt is megállípítja, hogy az elhagyott olaj- és gázkutak használatával a geotermikus hő már helyben van, nem szükséges új kutakat sem fúrni.
E megoldás nyilván különösen vonzó lehet olyan régiókban, ahol az ipari infrastruktúra már rendelkezésre áll, így a kutak átalakítása nemcsak gazdaságos, hanem környezetbarát is. A sűrített levegő ugyanis – a hőmérséklet-emelkedés hatására – még magasabb nyomás alatt tárolható, így az elhagyott kutakban tárolt energiát a rendszer jóval hatékonyabban tudja visszaadni, amikor szükség van rá.
A geotermikus hő és más megújulók integrációja
Miért lényeges mindez? Mert a megújuló energiaforrások, mint a nap- és szélenergia az egyik legnagyobb kihívását az áramtermelésük ingadozása jelenti, hiszen az időjárás-függőségük miatt gyakran előfordul, hogy nem áll rendelkezésre elegendő akkor, amikor szükség van rá.
A CAES-rendszerek segíthetnek ebben, mivel – legalábbis ipari méretekben – sokkal olcsóbban és problémamentesebben biztosítják az energia tárolását és visszanyerését, mint a mai akkumulátorok.
Globális CAES-kilátások
A globális, sűrített levegős energiatárolási piac 2024-ben 6,6 milliárd dolláros értéket ért el, és előrejelzések szerint 2033-ra 35,1 milliárdra emelkedik, évi közel 19,49 százalékos növekedési rátával. Mint láttuk, a technológia a megújuló energiaforrások integrálásában és a csúcsidei igények kielégítésében alapvető, mivel lehetővé teszi az energia tárolását az alacsony keresletű, majd annak felszabadítását a csúcsidőszakokban. Jelenleg két jelentős hagyományos CAES-rendszer működik világszerte. A németországi Huntorf üzem lassan fél évszázada, 1978-ban indult, 290 MW-os a kapacitása és 60 MWh a tárolási képessége, két 310 ezer m³-es légkamrával. Az alabamai McIntosh üzem 1991 óta működik, 110 MW egyidejű kinyerési kapacitással és 2860 MWh tárolási kapacitással, ami mindegy 26 órányi 110 megawattos energiaellátást biztosít. Ez a projekt egy 19,8 millió m³-es sóbarlangot használ. Új fejleményként Kínában az amerikaihoz hasonló, Jintan Salt Cavern CAES-projekt második fázisa zajlik, amely két 350 MW-os kinyerési egységgel és 1,2 millió m³ tárolókapacitással a világ legnagyobb ilyen létesítménye lesz. Ez a bővülés jelzi, hogy a CAES-technológia terjedése (különösen a geotermikus, olaj- és gázkutas kutatások nyomán) a következő években felgyorsulhat, főként a megújulók óriási tárolási igénye okán.
Környezeti előny: a metánkibocsátás csökkenthető
A geotermikus hő felhasználása az elhagyott olaj- és gázkutakban nemcsak a technológiai értelemben növeli a hatékonyságot, hanem jelentős környezeti előnyökkel is jár. Azok ugyanis metánt bocsátanak ki a légkörbe, e gáz üvegházhatása pedig körülbelül 25-30-szor erősebb, mint ugyanannyi szén-dioxidé – legalábbis 100 éves időtávon mérve az Éghajlatváltozási Kormányközi Testület (IPCC) adatai szerint. Rövidebb távon, két évtized alatt ez az érték még magasabb, akár 80-100-szoros is lehet, mivel a metán gyorsabban fejti ki a hatását a légkörben, mint a szén-dioxid. Így a kutak újrahasznosítása segíthet csökkenteni a metánkibocsátást.
Mindemellett a CAES-rendszerek kiépítése munkalehetőségeket teremt, különösen a hagyományos olajipari területeken, amelyek már nem annyira vonzók a klasszikus beruházások számára. A Penn State kutatásában szereplő adatok szerint, ha 10 elhagyott kutat hasznosítanak, az akár 150 új munkahelyet is teremthet egy-egy, jellemzően 50 MW kapacitású projektben. Ezt az előnyt nemcsak Magyarországon érdemes figyelembe venni, bár nálunk legfeljebb néhány tucatnyi kimerült kút van.
Új hazai olajkút állt üzembe!
A Mol Nyrt. új kőolajmezőt tárt fel Nyugat-Magyarországon, Somogysámson határában, ahol a tavaly decemberben végzett kutatófúrás 1250 méteres mélységben ért olajat. A kút napi kapacitása 1200 hordó, ami jelentős eredmény a magyar szénhidrogéniparban. Marton Zsombor, a Mol-csoport kutatás-termelés üzletág ügyvezető igazgatója hangsúlyozta, hogy a Bázakerettye-koncesszióban – ahol több mint egy évtizede nem volt hasonló felfedezés – elért siker a hazai kutatási potenciál bizonyítéka. A vecsési és a turai kőolajmezőkkel, valamint a kelet-magyarországi földgázlelőhelyekkel együtt a Mol ötéves hazai termelési rekordot ért el. Bacsa György, a cég ügyvezető igazgatója – aki a társaság magyarországi tevékenységeit vezeti – kiemelte, hogy az új lelőhely csökkenti az ország importfüggőségét. A kitermelt olajat tartálykocsik szállítják majd a százhalombattai Dunai Finomítóba. A hazai olajkitermelés a Mol-csoport teljes szénhidrogén-kitermelésének mintegy 1 százalékát teszi ki. Bacsa György hozzátette: a kutató-, illetve kitermelő beruházások folytatása elengedhetetlen a termelés fenntartásához és növeléséhez.
Ugyan a CAES-technológia geotermikus feljavítása rendkívül ígéretes, mégis számos kihívás merül fel ezzel kapcsolatban. Egyrészt az elhagyott kutak állapota jelentősen eltérhet, és sok esetben a szerkezeti integritásuk sem megfelelő a nagynyomású levegő tárolására, illetve költséges lehet a felújítása. A geotermikus hő hasznosítása csak akkor lehet igazán hatékony, ha a föld alatti hőmérséklet megfelelő, mivel a folyamathoz általában 50-100 °C szükséges. Fontos, hogy jelenleg ez a technológia egyelőre tesztjelleggel működik, a széles körű elterjedéséhez további kutatások kellenek, nagyobb léptékben pedig infrastrukturális beruházásokra van szükség. Ám mivel a zöldenergia-tárolókra óriási az igény, nem kizárt, hogy már pár éven belül gombamód kezdenek szaporodni a geotermikus energiával feljavított CAES-tárolók.
KAPCSOLÓDÓ:
