Herbestemde Oliewells: Een Nieuw Grensgebied in Groene Energieopslag

De wereldwijde gemiddelde oppervlaktetemperatuur ligt al ongeveer 1,2 °C boven het pre‑industriële niveau, wat extreme weersomstandigheden veroorzaakt die een risico vormen voor mensen, dieren en infrastructuur.

De energiesector is een van de belangrijkste veroorzakers van vervuiling en opwarming van de aarde, waarbij de verbranding van fossiele brandstoffen de primaire bron is van broeikasgasemissies (GHG) en luchtverontreinigende stoffen. Dit heeft geleid tot de energietransitiebeweging, een verschuiving van fossiele brandstoffen naar hernieuwbare energiebronnen, zoals wind en zon.

De transitie naar hernieuwbare energie versnelt in een sterk tempo met als doel een koolstofvrij energiesysteem te creëren tegen 2050. 

De Opkomst van Hernieuwbare Energie – Maar met een Hek

De capaciteit van hernieuwbare energie zag in 2024 een enorme stijging, met een bereik van 4.448 gigawatt (GW), volgens het International Renewable Energy Agency (IRENA). 

De toevoeging van 585 GW vorig jaar vertegenwoordigt eigenlijk 92,5% van de totale capaciteitsuitbreiding en een recordgroei (15,1%) per jaar.

“De voortdurende groei van hernieuwbare energie die we elk jaar zien, is bewijs dat hernieuwbare energie economisch levensvatbaar en gemakkelijk inzetbaar is. Elk jaar breken ze hun eigen expansierecords, maar we staan ook voor dezelfde uitdagingen van grote regionale ongelijkheden en de tikkende klok nu de deadline van 2030 nabij is.” 

– IRENA-directeur-generaal Francesco La Camera

Onder de hernieuwbare energietypen zag zonne-energie de grootste capaciteitsuitbreiding van 32,2%, met een bereik van 1.865 GW. Hierbij steeg de zonne-fotovoltaïsche capaciteit met 451,9 GW vorig jaar, waarbij China alleen al 278 GW aan de totale uitbreiding toevoegde, gevolgd door India met 24,5 GW.

Zonne-energie werd gevolgd door windenergie, die met 11,1% groeide, hoewel de uitbreiding iets afnam tot een capaciteit van 1.133 GW. Deze uitbreiding werd gedomineerd door China en de VS.

De waterkrachtcapaciteit, exclusief pompopslag waterkracht, steeg tot 1.283 GW, opnieuw gedreven door China. Bio-energie nam ook toe met 4,6 GW capaciteit, waarbij zowel China als Frankrijk elk 1,3 GW toevoegden. Nieuw-Zeeland leidde de uitbreiding van geothermische energie, die in totaal met 0,4 GW toenam.

Hoewel hernieuwbare energiebronnen een veelbelovende manier bieden om de energietransitie te bevorderen, is groene energie zoals wind en zon van nature intermitterend. Dit vereist betere manieren om energie op te slaan voor later gebruik.

Als oplossing hebben onderzoekers van Penn State voorgesteld om uitgeputte olie- en gasputten te herbestemmen voor geothermisch ondersteunde gecomprimeerde luchtenergieopslag (GA-CAES), wat de efficiëntie van energieopslagsystemen mogelijk met 9,5% kan verbeteren.

Volgens de studiecorrespondent, Arash Dahi Taleghani, die professor is in petroleum‑ en aardgas‑engineering aan Penn State:

“Het probleem is dat er soms, wanneer we energie nodig hebben, geen zon of geen wind is. Dat is een grote belemmering voor verdere uitbreiding van het grootste deel van de beschikbare hernieuwbare energie. Daarom is het heel belangrijk om enige opslagcapaciteit te hebben om het net te ondersteunen.”

Grootse en Langdurige Energieopslagoplossing

Energieopslag is key to a stable, reliable, and sustainable energy system. Door de geproduceerde energie op te vangen voor later gebruik, maakt het de integratie van intermitterende hernieuwbare bronnen mogelijk, verbetert het de netstabiliteit en maximaliseert het het gebruik van wind- en zonne-energie. Het vermindert bovendien de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen, waardoor de uitstoot van broeikasgassen wordt gereduceerd.

Dit is niet alles. Energieopslag bevordert de energie‑veerkracht tijdens extreme weersomstandigheden en ondersteunt de elektrificatie van de transportsector. Het is ook essentieel voor het uitbreiden van de toegang tot energie in afgelegen gebieden en het creëren van economische kansen. 

Dus, energieopslag is cruciaal voor het bereiken van een duurzame en schone energietoekomst. Er zijn nu verschillende manieren om energie op te slaan, waarbij Compressed Air Energy Storage (CAES) er een van is.

CAES, zoals de naam al aangeeft, is een technologie die lucht comprimeert en opslaat. Het werkt zo: wanneer de elektriciteitsvraag laag is, wordt overtollige energie gebruikt om lucht te comprimeren en vervolgens op te slaan in tanks of ondergronds. Wanneer de elektriciteitsvraag hoog is, wordt de gecomprimeerde lucht vrijgegeven om een turbine aan te drijven en elektriciteit op te wekken. 

De technologie is al meer dan een halve eeuw serieus onderzocht en commercieel beschikbaar, dankzij het vermogen om aanzienlijke hoeveelheden energie gedurende lange perioden op te slaan.

Naast het bieden van grootschalige en langdurige opslag, kunnen CAES-systemen gemakkelijk worden opgeschaald om te voldoen aan verschillende energieopslagbehoeften. Bovendien gebruikt het schone en gemakkelijk beschikbare lucht, waardoor het een groene energieopslagtechnologie is. Als gevolg hiervan trekt CAES steeds meer interesse van investeerders, nutsbedrijven en overheden.

Natuurlijk zijn er nadelen in termen van lagere round‑trip efficiënties, tragere responstijd en hoge kapitaalkosten. Daarom richt onderzoek zich op het verbeteren van de efficiëntie en kosteneffectiviteit van CAES-systemen. 

Het nieuwste onderzoek, ondersteund door het Amerikaanse Department of Energy, richt zich op het verhogen van de economische efficiëntie van CAES.

Een Nieuwe Benadering van Groene Energieopslag

Grootschalige energieopslagmethoden zoals CAES hebben veel aandacht getrokken om het evenwicht tussen energieaanbod en -vraag beter te balanceren.

In de afgelopen decennia zijn CAES-technologieën aanzienlijk volwassen geworden en zijn verschillende CAES-faciliteiten gebouwd. Bijvoorbeeld de Bethel Energy Center projecten (324 MW) en de Mclntosh CAES-plant (110 MW) in de VS.

De meeste bestaande CAES-centrales zijn echter diabatisch, noteerde de nieuwe studie, gepubliceerd in het Journal of Energy Storage.

Dit betekent dat ze tijdens compressie warmte verliezen en geen hergebruiksoptie hebben. Bovendien veroorzaakt het gebruik van fossiele brandstoffen om lucht uit te zetten extra broeikasgasemissies en vermindert het de systeemefficiëntie.

Terwijl A-CAES (adiabatische gecomprimeerde luchtenergieopslag) dit probleem oplost door de tijdens compressie gegenereerde warmte op te slaan en opnieuw te gebruiken vóór expansie, zijn er slechts een beperkt aantal dergelijke pilotinstallaties vanwege de hogere initiële investering en de noodzaak van hogedrukkende containers met een groot volume voor zeer efficiënte luchtopslag.

Dus onderzocht het onderzoek de haalbaarheid van het opnemen van verlaten olie- en gasputten (AOGW’s) in CAES-ontwikkeling met behulp van conceptuele, wiskundige en numerieke modellen om het probleem op te lossen.

Volgens de Environmental Protection Agency (EPA) zijn er naar schatting 3,9 miljoen dergelijke uitgeputte putten, wat een enorme kans biedt. 

Het toenemende aantal verweesde putten heeft meestal geen adequaat onderhoud en monitoring en vormt een groot risico op lekkage van broeikasgassen, vervuiling van ondergrondse wateren en bodemverontreiniging.

Om dit probleem aan te pakken, heeft de Amerikaanse regering verschillende inspanningen geleverd, waaronder $560 miljoen toegekend aan 24 staten om deze putten af te dichten, af te dekken en te herstellen. De Infrastructure Investment and Jobs Act (IIJA) heeft ook $4,75 miljard toegewezen voor het saneren en monitoren van deze putten in het hele land.

Echter, ondanks de inspanningen blijven deze AOGW’s een grote uitdaging voor de overheid. Het hergebruiken van deze verweesde putten als activa voor hernieuwbare energie en hun integratie in de energietransitie biedt een solide oplossing voor dit probleem.

Uiteindelijk bieden deze ondergrondse ruimtes verschillende unieke voordelen, zoals stabiliteit en natuurlijke isolatie, die ze ideaal maken voor diverse energieopslagtechnologieën. Het herbestemmen revitaliseert verlaten locaties, vermindert de CO2-voetafdruk van energieproductie en kan zelfs worden geïntegreerd met andere energiesystemen.

Het onderzoek stelt voor om deze verlaten putten te gebruiken als goedkope CAES-containers door hun structuur af te dichten en om te vormen. Het stelt ook voor om ondergrondse geothermische warmte te gebruiken om de opgeslagen lucht verder te verwarmen en de druk te verhogen.

Het onderzoek werd uitgevoerd als onderdeel van Penn State’s Repurposing Center for Energy Transition (ReCET), dat zich richt op het herbestemmen van bestaande fossiele energie-infrastructuur voor toepassingen in de energietransitie, vooral in legacy‑energiegemeenschappen.

Een Win‑Win Oplossing voor Alle Belanghebbenden

Met de opstartkosten die de commerciële ontwikkeling van CAES-centrales beperken, stelden de wetenschappers een geothermisch ondersteunde gecomprimeerde luchtenergieopslag voor, gebruikmakend van verlaten olie- en gasputten, die volgens hen de efficiëntie met 9,5% kan verbeteren.

Dit betekent dat een grotere hoeveelheid opgeslagen energie kan worden teruggewonnen en omgezet in elektriciteit.

“Deze verbetering in efficiëntie kan een game‑changer zijn om de economie van gecomprimeerde luchtenergieopslagprojecten te rechtvaardigen. Bovendien kunnen we de initiële kosten aanzienlijk vermijden door gebruik te maken van bestaande olie- en gasputten die niet meer in productie zijn. Dit zou een win‑win situatie kunnen zijn.”

– Taleghani

Het hergebruiken van deze putten, die hun economische levensvatbaarheid voor olie- of gasproductie hebben verloren, zou exploitanten in staat stellen geothermische warmte in hete rotsformaties ondergronds te benutten. Dit zal de zware initiële kosten van het boren van nieuwe putten elimineren, hun winstpotentieel verhogen en de technologie aantrekkelijker maken.

Volgens het onderzoek verbetert het herbestemmen van de bestaande faciliteiten de economische levensvatbaarheid, en het gebruik van geothermische energie uit het omringende reservoir verhoogt de systeemefficiëntie nog verder.

Een ander voordeel van het gebruik van deze verwarmde putten is dat ze potentieel meer energie kunnen opslaan, omdat bij een temperatuurstijging de druk van gecomprimeerde lucht toeneemt. Het team gebruikte numerieke modellering om te ontdekken dat het plaatsen van CAES-systemen in deze verweesde putten de temperatuur van de lucht in de systemen aanzienlijk verhoogt. Volgens Taleghani:

“Zonder gebruik te maken van de geothermische opstelling, zou je niet genoeg bemoedigende cijfers krijgen.” 

Bovendien, “het boren van nieuwe putten kan de economie van dit type opslag niet rechtvaardigen. Maar door deze twee factoren te combineren, en door heen en weer te gaan met modellering en simulatie, vonden we dat dit een zeer goede oplossing zou kunnen zijn,” voegde Taleghani toe. 

Naast het helpen van CAES om een sleutelrol te spelen in de schone energietransitie door het probleem van de intermitterende aard van hernieuwbare bronnen aan te pakken, kan het hergebruiken van verweesde olie- en gasputten ook bijdragen aan het beperken van de milieueffecten van uitgeputte putten. 

Herbestemming kan bovendien nieuwe werkgelegenheidskansen bieden in regio’s met een rijke energie‑industrie traditie. Pennsylvania is een goed voorbeeld, met naar schatting 300.000 dergelijke verlaten putten.

Schade aan deze putten of onjuiste afdichting kan methaan lekken in de atmosfeer en het grondwater. Dus, het herbestemmingsvoorstel van de onderzoekers is “in feite twee vliegen in één klap.”

“Eerst dichten we deze putten af. Dat stopt eventuele lekken. En vervolgens, als we deze putten herbestemmen voor energieopslag, gebruiken we nog steeds de infrastructuur die in deze gemeenschappen aanwezig is. Het kan mogelijk de werkgelegenheid in het gebied behouden en gemeenschappen in staat stellen deel uit te maken van de energietoekomst.” 

– Taleghani

Wat de praktische toepassing van de benadering betreft, die een kosteneffectieve en duurzame methode voor het opslaan van hernieuwbare energie via bestaande infrastructuur kan bieden, kan de implementatie binnen de komende 5 tot 7 jaar beginnen, afhankelijk van verder onderzoek en regelgevende goedkeuringen.

Innovatief Bedrijf

NextEra Energy, Inc.

Een toonaangevend clean‑energy bedrijf, NextEra Energy (NEE ), is gevestigd in Florida en investeert in de opwekking van hernieuwbare energie en geavanceerde energieopslagoplossingen, waaronder CAES-technologieën. 

NextEra Energy bezit Florida Power & Light Company (FPL), de grootste elektriciteitsleverancier van Amerika. FPL levert schone, betaalbare, betrouwbare elektriciteit aan ongeveer 12 miljoen mensen in Florida. Vorige maand diende FPL een vierjarig verzoek in bij de Florida Public Service Commission (PSC) om nieuwe tarieven vast te stellen zodra de huidige basisovereenkomst dit jaar afloopt. 

Volgens het voorstel zou, van 2026 tot 2029, de gebruikelijke rekening van 1.000 kWh voor een particuliere klant ongeveer 20% lager zijn dan twee decennia geleden, gecorrigeerd voor inflatie. Ondertussen zouden de rekeningen van kleine en middelgrote bedrijven jaarlijks met gemiddeld 1% tot 5% stijgen.

Next Energy’s clean‑energy business — NextEra Energy Resources — is de grootste producent van hernieuwbare energie uit zon en wind, samen met batterijopslag. Het bedrijf genereert ook schone elektriciteit uit zijn commerciële kerncentrales. Er zijn in totaal zeven van deze eenheden verspreid over New Hampshire, Wisconsin en Florida.

Wat de bedrijfsfinanciën betreft, Next Energy, met een marktkapitalisatie van $143.4 miljard, rapporteerde een nettowinst op GAAP-basis van $1.203 miljard, $0.58 per aandeel, voor het vierde kwartaal van 2024 en $0.53 per aandeel op aangepaste basis.

Voor het volledige jaar 2024 bedroeg de nettowinst op GAAP-basis $6.946 miljard, of $3.37 per aandeel, en de aangepaste winst $7.063 miljard, of $3.43 per aandeel, een stijging van meer dan 8% ten opzichte van het voorgaande jaar.

“NextEra Energy had een uitstekend uitvoeringsjaar in 2024,” zei CEO John Ketchum, terwijl hij opmerkte dat het meer elektriciteit genereerde en meer investeerde in energie‑infrastructuur dan elk ander bedrijf in de VS. 

In 2024 plaatste het bedrijf ongeveer 8.7 gigawatt aan nieuwe hernieuwbare en opslagprojecten in gebruik. CEO Ketchum verklaarde:

“Met ervaring in elk deel van de energiewaardeketen. NextEra Energy is goed gepositioneerd om te profiteren van de kansen die voor ons liggen en de toenemende vraag naar stroom die nu in de VS plaatsvindt.”

Op het moment van schrijven worden NEE-aandelen verhandeld tegen $69.73, een daling van 2.73% YTD. Het dividendrendement van het bedrijf is vrij aantrekkelijk, zij het 3.25%.

Eerder dit jaar kondigde het bedrijf zijn plannen aan om de productie van aardgas en kernenergie uit te breiden om te voldoen aan de stijgende vraag naar elektriciteit. De AI‑boom is de grootste drijvende factor geweest voor de aanzienlijke stijging van het Amerikaanse stroomverbruik, naast de toenemende elektrificatie van de economie. Dit heeft geleid tot een vraag naar nieuwe gascentrales en hernieuwde interesse in kernenergie.

Om aan deze vraag te voldoen, heeft NextEra Energy een partnerschap gesloten met GE Vernova (GEV ) (NYSE: GEV) met een marktkapitalisatie van $87.65 bln. Volgens GE Vernova geven datacenters de voorkeur aan gas boven wind en zon, waarbij de orders voor gasturbines vorig jaar meer dan verdubbelden tot 20 gigawatt en dit jaar nog sterker worden verwacht, omdat ze 24/7 stroom nodig hebben. 

Met de hulp van de gasturbinefabrikant zal het bedrijf voldoen aan de stroombehoeften van datacenters. 

“Het idee zou zijn om grote verbruikers aan te trekken en te targeten en dit op een geïntegreerde manier te doen, waarbij we gasgestookte opwekking kunnen combineren met hernieuwbare energie en batterijopslag.”

– Ketchum zei eind januari

NexEra is ook begonnen met het herstartproces van zijn kerncentrale in Iowa, Duane Arnold Energy Center, die in 2019 werd stilgelegd. Hiervoor heeft het een verzoek ingediend bij de US Nuclear Regulatory Commission voor een licentiewijziging en streeft het ernaar om deze tegen eind 2028 operationeel te krijgen.

Afgelopen zomer heeft de NextEra Energy Foundation ook het AI‑enabled centrum van Florida Atlantic University’s College of Engineering and Computer Science gefinancierd met $1 miljoen. Het project heeft schermen van muur tot muur, die FPL’s slimme net repliceren voor extreme weersomstandigheden.

In april deelde Ketchum ook het potentieel dat de markt voor hernieuwbare energie en energieopslag in de komende zeven jaar zal verdrievoudigen ten opzichte van de voorgaande zeven, gedreven door de stijgende vraag door de bouw van datacenters.

Datacenterontwikkelaars willen goedkope energie, een bijdrage aan decarbonisatie, en de juiste locatie voor snelle marktintroductie. Daarnaast elektrificeren chipproductie en de olie‑ en gasindustrie, wat leidt tot “significante elektrische vraag.”

Laatste Nieuws over Next Era Energy, Inc.

Conclusie

De reis naar netto‑nul emissies omvat hernieuwbare energie als een cruciaal onderdeel dat kan helpen fossiele brandstoffen te verminderen door schone energiebronnen te bieden. De schone en groene energierevolutie heeft echter veelbelovende grootschalige energieopslagoplossingen nodig.

Hoewel gecomprimeerde luchtenergieopslag (CAES) de oplossing biedt, heeft het zijn eigen problemen in termen van lage efficiëntie en hoge kosten. Maar het nieuwste onderzoek biedt een innovatieve benadering om de initiële investering aanzienlijk te verlagen en de efficiëntie te verhogen.

Het herbestemmen van verlaten olie- en gasputten voor energieopslagtoepassingen en het integreren van geothermische energie in het systeem verhoogt de efficiëntie verder en vermindert daarnaast de milieueffecten.

Deze nieuwe opstelling vertegenwoordigt een belangrijke vooruitgang in duurzame energieoplossingen, en biedt een pad naar schonere en winstgevendere CAES-systemen en een veerkrachtigere en milieuvriendelijkere energietoekomst!

Klik hier voor een lijst van top hernieuwbare energieaandelen.