Ombygget Olierør: En Ny Grænse for Grøn Energilagring

Den globale gennemsnitlige overfladetemperatur er allerede omkring 1,2 °C over præ‑industrielle niveauer, hvilket forårsager ekstreme vejrhændelser, der udgør en risiko for mennesker, dyr og infrastruktur.

Energisektoren er en af de største drivkræfter bag forurening og global opvarmning, hvor forbrænding af fossile brændstoffer er en primær kilde til drivhusgasemissioner (GHG) og luftforurenende stoffer. Dette har ført til energiovergangsbevægelsen, som er et skifte fra fossile brændstoffer til vedvarende energikilder, såsom vind og sol.

Overgangen til vedvarende energi accelererer i et stærkt tempo med målet om at skabe et nul‑kulstof energisystem inden 2050.

Stigningen i Vedvarende Energi – Men med en Betingelse

Kapaciteten for vedvarende energi oplevede en massiv stigning i 2024 og nåede 4.448 gigawatt (GW) ifølge International Renewable Energy Agency (IRENA).

Tilføjelsen på 585 GW sidste år udgør faktisk 92,5 % af den samlede kapacitetsudvidelse og en rekordhastighed (15,1 %) i årlig vækst.

“Den kontinuerlige vækst i vedvarende energikilder, vi ser hvert år, er bevis på, at de er økonomisk levedygtige og let implementerbare. Hvert år bryder de deres egne udvidelsesrekorder, men vi står også over for de samme udfordringer med store regionale forskelle og den tikkenende klokke, da 2030‑fristen er nært forestående.”

– IRENA-direktør Francesco La Camera

Blandt de vedvarende energityper oplevede solenergi den største kapacitetsudvidelse på 32,2 %, og nåede 1.865 GW. Her steg solcellefotovoltaik med 451,9 GW sidste år, hvor Kina alene tilføjede 278 GW til den samlede udvidelse, efterfulgt af Indien med 24,5 GW.

Solenergi blev efterfulgt af vindenergi, som voksede med 11,1 %, selvom udvidelsen faldt en smule til en kapacitet på 1.133 GW. Denne udvidelse blev domineret af Kina og USA.

Vandkraftkapaciteten, eksklusive pumpelagringsvandkraft, steg til 1.283 GW, igen drevet af Kina. Bioenergi steg også med 4,6 GW i kapacitet, hvor både Kina og Frankrig tilføjede 1,3 GW hver. New Zealand førte an i udvidelsen af geotermisk energi, som steg med 0,4 GW samlet set.

Selvom vedvarende energikilder tilbyder en lovende vej til at fremme energiovergangen, er grøn energi som vind og sol af naturen intermitterende. Dette kræver bedre måder at lagre energi til senere brug.

Som en løsning har forskere ved Penn State foreslået at genbruge udtømte olie- og gasbrønde til geotermisk assisteret komprimeret luftenergilagring (GA-CAES), hvilket potentielt kan øge effektiviteten af energilagringssystemer med 9,5 %.

“Problemet er, at når vi har brug for energi, er der nogle gange ingen solskin eller ingen vind. Det er en stor barriere mod yderligere udvidelse af den meste af den vedvarende energi, der er tilgængelig for os. Derfor er det meget vigtigt at have en vis lagringskapacitet til at understøtte nettet.”

Storskala- og Langtidsenergilagringsløsning

Energilagring er nøglen til et stabilt, pålideligt og bæredygtigt energisystem. Ved at fange den producerede energi til senere brug muliggør den integration af intermitterende vedvarende kilder, forbedrer netstabiliteten og maksimerer udnyttelsen af vind- og solenergi. Den reducerer yderligere afhængigheden af fossile brændstoffer, hvilket igen mindsker udledningen af drivhusgasser.

Det er ikke alt. Energialagring fremmer energiresiliens under ekstreme vejrhændelser og understøtter transportsektorens elektrificering. Den er også afgørende for at udvide energiadgangen i fjerntliggende områder og skabe økonomiske muligheder.

Derfor er energilagring kritisk for at opnå en bæredygtig og ren energifremtid. Der findes nu forskellige måder at lagre energi på, hvor komprimeret luftenergilagring (CAES) er en af dem.

CAES, som navnet antyder, er en teknologi, der komprimerer luft og lagrer den. Sådan fungerer den: når el efterspørgslen er lav, udnyttes overskydende energi til at komprimere luft, som derefter lagres i tanke eller under jorden. Når el efterspørgslen er høj, frigives den komprimerede luft til at drive en turbine og generere elektricitet.

Teknologien har i mere end et halvt århundrede været grundigt undersøgt og kommercielt tilgængelig, takket være dens evne til at lagre betydelige energimængder over lange perioder.

Ud over at tilbyde storskala- og langtidslagring kan CAES-systemer let skaleres for at imødekomme forskellige energilagringsbehov. Derudover bruger den ren og let tilgængelig luft, hvilket gør den til en grøn energilagringsteknologi. Som følge heraf tiltrækker CAES stigende interesse fra investorer, forsyningsselskaber og regeringer.

Selvfølgelig er der ulemper i form af lavere rundrejseeffektivitet, langsommere responstid og høje kapitalomkostninger. Som følge heraf fokuserer forskningen på dette område på at forbedre effektiviteten og omkostningseffektiviteten af CAES-systemer.

Den seneste forskning, støttet af det amerikanske energiministerium, fokuserer på at øge den økonomiske effektivitet af CAES.

En Ny Tilgang til Grøn Energilagring

Storskala-energilagringsmetoder som CAES har tiltrukket stor opmærksomhed for bedre at balancere energiforsyningen og efterspørgslen.

I løbet af de sidste par årtier har CAES-teknologier modnet betydeligt, og flere CAES-anlæg er blevet opført. For eksempel Bethel Energy Center-projekterne (324 MW) og Mclntosh CAES-anlægget (110 MW) i USA.

De fleste eksisterende CAES-anlæg er dog diabatiske, bemærker den nye undersøgelse, offentliggjort i Journal of Energy Storage.

Det betyder, at de mister varme under kompression og ikke har nogen genbrugsmulighed. Desuden forårsager brug af fossile brændstoffer til at udvide luften yderligere drivhusgasemissioner og reducerer systemets effektivitet.

Mens A-CAES (adiabatisk komprimeret luftenergilagring) løser dette problem ved at lagre den varme, der genereres under kompression, og genbruge den før udvidelse, er der kun et begrænset antal sådanne pilotanlæg på grund af den højere startinvestering og behovet for højtryksbeholdere med stor volumenkapacitet for højeffektiv luftlagring.

Derfor undersøgte forskningen levedygtigheden af at indarbejde forladte olie- og gasbrønde (AOGWs) i CAES-udvikling ved hjælp af konceptuelle, matematiske og numeriske modeller for at løse problemet.

Ifølge Environmental Protection Agency (EPA) er der anslået 3,9 millioner sådanne udtømte brønde, hvilket giver en enorm mulighed.

Det stigende antal forældreløse brønde mangler typisk passende vedligeholdelse og overvågning og udgør en høj risiko for drivhusgaslækage, forurening af grundvand og jordforurening.

For at tackle dette problem har den amerikanske regering iværksat flere tiltag, herunder $560 millioner tildelt 24 stater for at plugge, forsegle og genvinde disse brønde. Infrastrukturinvestering- og arbejdsakten (IIJA) afsatte også $4,75 milliarder til at afhjælpe og overvåge disse brønde på tværs af landet.

Men på trods af indsatsen forbliver disse AOGWs en stor udfordring for regeringen. Genbrug af disse forældreløse brønde som aktiver for vedvarende energi og integration af dem i energiovergangen udgør en solid løsning på dette problem.

Efter alt dette tilbyder disse underjordiske rum flere unikke fordele, såsom stabilitet og naturlig isolering, der gør dem ideelle til forskellige energilagringsteknologier. Genanvendelse af dem revitaliserer forladte steder, reducerer energiproduktionens CO2-aftryk og kan endda integreres med andre energisystemer.

Forskningen foreslår at bruge disse forladte brønde som billige CAES-beholdere ved at forsegle og omdanne deres struktur. Den foreslår også at udnytte underjordisk geotermisk varme til yderligere opvarmning af den lagrede luft og øge dens tryk.

Forskningen blev udført som en del af Penn States Repurposing Center for Energy Transition (ReCET), som har til formål at genbruge eksisterende fossile energiinfrastruktur til energiovergangsapplikationer, især i ældre energisamfund.

En Win‑Win‑Løsning for Alle Interessenter

Med opstartsudgifter, der begrænser den kommercielle udvikling af CAES-anlæg, foreslog forskerne et geotermisk assisteret komprimeret luftenergilagringssystem ved brug af forladte olie- og gasbrønde, som de fandt kan forbedre effektiviteten med 9,5 %.

Det betyder, at en større mængde energi lagret i dem kan genvindes og omdannes til elektricitet.

“Denne forbedring i effektivitet kan være en game changer for at retfærdiggøre økonomien i projekter med komprimeret luftenergilagring. Derudover kunne vi betydeligt undgå de indledende omkostninger ved at bruge eksisterende olie- og gasbrønde, der ikke længere er i produktion. Dette kunne være en win‑win‑situation.”

– Taleghani

Genbrug af disse brønde, som har mistet deres økonomiske rentabilitet for olie- eller gasproduktion, vil gøre det muligt for operatører at få adgang til geotermisk varme i varme bjergformationer under jorden. Dette vil fjerne de store indledende omkostninger ved at bore nye brønde, potentielt øge deres profit og gøre teknologien mere attraktiv.

Ifølge forskningen forbedrer genanvendelse af de eksisterende faciliteter den økonomiske levedygtighed,, og brug af geotermisk energi fra det omgivende reservoir øger yderligere systemets effektivitet.

En anden fordel ved at bruge disse opvarmede brønde er, at de potentielt kan lagre mere energi, fordi når temperaturen stiger, øges trykket i den komprimerede luft. Teamet brugte numeriske modelleringssimulationer for at finde ud af, at placering af CAES-systemer i disse forældreløse brønde væsentligt øger luftens temperatur i systemerne. Ifølge Taleghani:

“Uden at udnytte den geotermiske opsætning kunne du ikke opnå tilstrækkeligt opmuntrende tal.”

Desuden, “at bore nye brønde kan måske ikke retfærdiggøre økonomien i denne type lagring. Men ved at kombinere disse to faktorer og ved at gå frem og tilbage gennem modellering og simulation fandt vi, at dette kunne være en meget god løsning,” tilføjede Taleghani.

Udover at hjælpe CAES med at spille en nøglerolle i den rene energiovergang ved at tackle problemet med den intermitterende natur af vedvarende kilder, kan genbrug af forældreløse olie- og gasbrønde også bidrage til at mindske de miljømæssige påvirkninger af udtømte brønde.

Genanvendelse kan yderligere give nye beskæftigelsesmuligheder i regioner med en rig energibranchetradition. Pennsylvania er et godt eksempel med anslået 300.000 sådanne forladte brønde.

Skader på disse brønde eller forkert forsegling kan få metan til at lække ind i atmosfæren og grundvandet. Så er forskernes genanvendelsesforslag “grundlæggende at slå to fluer med ét smæk.”

“Først forsegler vi disse brønde. Det stopper eventuelle lækager. Og så, hvis vi genanvender disse brønde til energilagring, bruger vi stadig den infrastruktur, der allerede findes i disse samfund. Det kan potentielt opretholde beskæftigelsen i området og gøre det muligt for samfundene at være en del af energifremtiden.”

– Taleghani

Hvad angår den praktiske anvendelse af tilgangen, som kunne give en omkostningseffektiv og bæredygtig metode til lagring af vedvarende energi ved at udnytte eksisterende infrastruktur, kan implementeringen begynde inden for de næste 5 til 7 år, afhængig af yderligere forskning og regulatoriske godkendelser.

Innovativ Virksomhed

NextEra Energy, Inc.

En førende ren energivirksomhed, NextEra Energy (NEE ), har hovedkontor i Florida og investerer i vedvarende energiproduktion og avancerede energilagringsløsninger, herunder CAES-teknologier.

NextEra Energy ejer Florida Power & Light Company (FPL), Amerikas største el‑virksomhed. FPL leverer ren, overkommelig og pålidelig elektricitet til omkring 12 millioner mennesker i Florida. I sidste måned indsendte FPL en fireårig anmodning til Florida Public Service Commission (PSC) om at fastsætte nye priser, når deres nuværende grundpris‑aftale udløber i år.

Ifølge forslaget vil den sædvanlige 1.000‑kWh‑regning for en privatkunde fra 2026 til 2029 være omkring 20 % lavere end den var for to årtier siden, justeret for inflation. Samtidig vil regninger for små og mellemstore virksomheder stige med en gennemsnitlig årlig sats på 1 % til 5 %.

Next Energies forretningsområde for ren energi — NextEra Energy Resources — er den største producent af vedvarende energi fra sol og vind samt batterilagring. Virksomheden genererer også ren elektricitet fra sine kommercielle atomkraftværker. Der er i alt syv sådanne enheder spredt over New Hampshire, Wisconsin og Florida.

Hvad angår virksomhedens økonomi, har Next Energy, med en markedsværdi på $143,4 milliarder, rapporteret et nettoresultat på GAAP‑basis på $1,203 milliarder, $0,58 pr. aktie, for fjerde kvartal af 2024 og $0,53 pr. aktie på justeret basis.

For hele året 2024 var nettoresultatet på GAAP‑basis $6,946 milliarder, eller $3,37 pr. aktie, og justerede indtjening var $7,063 milliarder, eller $3,43 pr. aktie, hvilket var en stigning på mere end 8 % i forhold til året før.

“NextEra Energy havde et fremragende år med udførelse i 2024,” sagde administrerende direktør John Ketchum, da han bemærkede, at de producerede mere elektricitet samt investerede mere i energiinfrastruktur end nogen anden virksomhed i USA.

I 2024 satte virksomheden omkring 8,7 gigawatt af nye vedvarende energiprojekter og lagringsprojekter i drift. CEO Ketchum udtalte:

“Med erfaring i alle dele af energikæden er NextEra Energy godt positioneret til at udnytte de muligheder, der ligger foran, samt den stigende efterspørgsel efter strøm, som nu sker i USA.”

På nuværende tidspunkt handles NEE‑aktier til $69,73, ned 2,73 % år‑til‑dato. Udbytteafkastet, som virksomheden betaler, er ret attraktivt, dog på 3,25 %.

Tidligere i år annoncerede virksomheden sine planer om at udvide sin naturgas‑ og atomkraftproduktion for at imødekomme den stigende efterspørgsel efter elektricitet. AI‑boomet har været den største drivkraft bag den betydelige stigning i amerikansk strømforbrug, ud over den stigende elektrificering af økonomien. Dette har skabt en efterspørgsel efter nye gasværker og genoplivet interessen for atomenergi.

For at imødekomme denne efterspørgsel har NextEra Energy indgået et partnerskab med GE Vernova (GEV ) (NYSE: GEV) med en markedsværdi på $87,65 milliarder. Ifølge GE Vernova foretrækker datacentre gas frem for vind og sol, med gas turbine‑ordrer, der fordobledes til 20 gigawatt sidste år og forventes at blive endnu stærkere i år, fordi de har brug for strøm døgnet rundt.

Med hjælp fra gas turbine‑producenten vil virksomheden imødekomme datacentrenes strømbehov.

“Ideen er at gå efter og målrette store belastningskunder og gøre det på en integreret måde, hvor vi kan kombinere gasdrevet generation med vedvarende energi og batterilagring.”

– Ketchum sagde i slutningen af januar

NexEra har også påbegyndt genstarten af sit Iowa‑baserede atomkraftværk, Duane Arnold Energy Center, som blev lukket i 2019. Til dette har de indgivet en anmodning til US Nuclear Regulatory Commission om en licensændring og sigter mod at få det i drift inden udgangen af 2028.

I sidste sommer finansierede NextEra Energy Foundation også det AI‑drevne center på $1 million fra Florida Atlantic University’s College of Engineering and Computer Science. Projektet har skærme på hele væggene, der replikerer FPL’s smarte net for ekstreme vejrhændelser.

I april delte Ketchum også potentialet for, at markedet for vedvarende energi og energilagring kan tredoble i størrelse over de næste syv år sammenlignet med de foregående syv, drevet af stigende efterspørgsel fra opførelse af datacentre.

Datacenterudviklere ønsker billig energi, et bidrag til dekarbonisering og den rette placering for hurtig markedsindtræden. Derudover elektrificeres også chipfremstilling samt olie‑ og gasindustrien, hvilket fører til “signifikant el‑efterspørgsel.”

Seneste om Next Era Energy, Inc.

Konklusion

Rejsen mod netto‑nul emissioner involverer vedvarende energi som en kritisk komponent, der kan hjælpe med at reducere fossile brændstoffer ved at levere rene energikilder. Den rene og grønne energirevolution har dog brug for lovende storskala energilagringsløsninger.

Mens komprimeret luftenergilagring (CAES) tilbyder løsningen, har den sine egne problemer med lav effektivitet og høje omkostninger. Men den seneste forskning tilbyder en innovativ tilgang til markant at reducere den indledende investering og øge effektiviteten.

Genanvendelse af forladte olie‑ og gasbrønde til energilagringsapplikationer og integration af geotermisk energi i systemet øger yderligere effektiviteten og reducerer samtidig de miljømæssige påvirkninger.

Dette nye arrangement repræsenterer et betydeligt fremskridt inden for bæredygtige energiløsninger og giver en vej mod at opnå renere og mere rentable CAES‑systemer samt en mere robust og miljøvenlig energifremtid!

Klik her for en liste over de bedste aktier inden for vedvarende energi.