Portekizli Bilim İnsanları Yeraltında Enerji Depolama Yöntemi Geliştirdi

Pereira, "belki de her şey yolunda giderse, on yıl sonra sıkıştırılmış hava projelerinin devrede olduğunu, şebeke yönetimine yardımcı olarak enerji sorunlarını makul maliyetlerle, daha erişilebilir hale getirdiğini" dile getiriyor.

Portekizli Bilim İnsanları Yeraltında Enerji Depolama Yöntemi Geliştirdi

Portekizli bilim insanları, derindeki gözenekli kayalarda sıkıştırılmış havayla enerji depolama seçeneklerini inceledi. En iyi senaryoda böyle bir rezervuar, küçük bir kentin tüketimine yetecek enerji depolayabiliyor.

Yeni Değil, Ama Umut Verici

Yeraltında enerji depolamak bilimkurgu gibi görünebilir ama jeolojik araştırmalar bağlamında aslında pek de yeni bir uygulama değil. Geçen yüzyılın 70'li yıllarından beri Almanya'daki tuz mağaralarında yapılan ilk deneylerle bilinen bu süreç, yenilenebilir enerji alanında ve beraberinde getirdiği depolama ihtiyacı açısından bir dizi olanağın kapısını açıyor.

Nasıl Çalışıyor?

NOVA Lizbon Üniversitesi Fen ve Teknoloji Fakültesi'ne bağlı GeoBioTec araştırma merkezinden araştırmacı Ricardo Pereira, "Enerji dönüşümünde karşılaşılan sorunlardan biri, depolanamayan daha yüksek miktarda yenilenebilir kaynaklı enerjinin bulunması" diye açıklıyor.

Gözenekli kayalar söz konusu olduğunda süreç, rüzgâr türbinleri veya güneş panelleri gibi yenilenebilir kaynaklardan üretilen fazla elektriğin hava kompresörlerini çalıştırmasıyla işliyor. Bu kompresörler, içinde hidrojen ya da CO2 bulunmayan ve dolayısıyla patlama riski taşımayan havayı bir kuyu aracılığıyla derindeki gözenekli kaya tabakasına basıyor.

Hava, normalde içi içme suyuna uygun olmayan tuzlu suyla dolu olan kaya taneleri arasındaki boşlukları dolduruyor. Bu su, insan tüketimine yönelik herhangi bir kaynağı kirletmeden dışarı itiliyor. Hava ise orada, tıpkı "şarj edilmiş" bir pil gibi basınç altında tutuluyor.

Gerektiğinde sıkıştırılmış hava kuyu boyunca yukarı çıkıyor, genleşiyor ve bu kuvvet, yüzeydeki türbinleri çalıştırarak tıpkı klasik bir santral gibi elektrik üretiyor; ancak burada yakıt yakılmıyor.

Depolama Kapasitesi Etkileyici

Araştırma, incelenen senaryolara göre "tek bir adyabatik-izobarik sistemin en elverişli seçenek olduğunu, metreküp başına 156 kWh'ye kadar enerji yoğunluğu sağlayabildiğini ve 3000 metreye kadar maksimum işletme derinliğinde 1 TWh'ye varan depolama kapasitesine ulaşabildiğini" ortaya koydu.

Pereira, bu değerlerin sürecin "azami ölçeği ve potansiyeli hakkında bir fikir verdiğini" belirtiyor. Tek bir rezervuarın 1 TWh'lik bu kapasitesi Portekiz'deki bazı orta ölçekli şehirlerin tüketimine oldukça yaklaşıyor.

Avrupa'nın Depolama Hedefi

Avrupa Komisyonu'nun enerji öncelikleri arasında, "vazgeçilmez" kabul edilen enerji depolama kapasitesinin artırılması yer alıyor. Avrupa'nın şu anda yaklaşık 55 gigavatlık bir depolama kapasitesi bulunuyor. Amaç, 2030'a kadar bu kapasiteyi 200 gigavata çıkarmak; böylece şebeke kısıtlarını hafifletmek, elektrik kesintisi riskini ve ithal fosil yakıtlara bağımlılığı azaltmak.

"Black Start" Özelliği

Yüksek depolama kapasitesine ek olarak bu süreç, bir elektrik sisteminin şebekeye bağlı olmadan devreye girmesini ifade eden "black start" özelliğiyle çalışıyor. Sıkıştırılmış hava neredeyse anında devreye girebiliyor; bu sayede sistemi neredeyse anlık olarak açıp kapatmak mümkün.

Pereira, bu teknoloji 2025'te devrede olsaydı, İberya'daki büyük kesinti gibi durumlarda elektrik şebekesini dengelemeyi mümkün kılabileceğini belirtiyor.

Maliyet Avantajı

Ricardo Pereira'ya göre finansal açıdan bakıldığında, sıkıştırılmış havayla enerji depolama, özellikle maliyet karşılaştırmasında, "çok yüksek maliyetlere" sahip yeşil hidrojen gibi diğer çözümlere kıyasla "oldukça avantajlı" bir seçenek olarak öne çıkıyor.

Dünya Uygulamaları

Araştırmacıya göre, bu tür projelere en fazla yatırım yapan ülkelerden biri Çin; hâlihazırda yürütülen ve planlama aşamasında olan çok sayıda proje bulunuyor. Avrupa'da ise Almanya bazı projeler yürütse de henüz kayda değer sonuçlar alınmış değil.

Portekiz'deki Ana Engel: Mevzuat

Portekiz'de temel engel ekonomik değil, düzenleyici nitelikte. Pereira, "Bildiğim kadarıyla şu ana kadar, Portekiz'de bu tür projelerin hayata geçirilmesine imkân tanıyan özel bir mevzuat bulunmuyor" diye açıklıyor.

"Ayaklarımızın altındaki her şey devlete, dolayısıyla hepimize ait; bu yüzden tıpkı şu anda karbondioksit depolaması için olduğu gibi, bu tür teknolojiler için de özel düzenlemelere ihtiyaç var" diyen araştırmacı, yatırım yapmak isteyen bir şirketin bile somut bir bariyer ile karşı karşıya olduğunu vurguluyor.

Uygulamaya Geçiş Süreci

Portekiz'de bu teknolojinin uygulamaya geçmesi için öngörülen ufuk, gerektirdiği farklı aşamalar (jeolojik etüt, kuyuların açılması, pilot proje, işletmeye alma) dikkate alındığında beş ila on yıl arasında.

Potansiyel Bölgeler

Büyük potansiyele sahip bölgeler arasında, hem nüfus hem de sanayi yoğunluğunun yüksek olduğu Lizbon ve Almada öne çıkıyor. Lizbon'dan Aveiro'ya uzanan ve Lusitanya Havzası olarak bilinen bölge, rezervuar olarak kullanılma potansiyeline sahip kayaçlardan oluşuyor. Aynı zamanda bu bölge, ülkede sanayinin en yoğun olduğu yerlerden biri ve rüzgâr, güneş ve hatta hidroelektrik enerjisinin güçlü biçimde kullanıldığı bir bölge.

Gelecek Umut Verici

Pereira, "belki de her şey yolunda giderse, on yıl sonra sıkıştırılmış hava projelerinin devrede olduğunu, şebeke yönetimine yardımcı olarak enerji sorunlarını makul maliyetlerle, daha erişilebilir hale getirdiğini" dile getiriyor.