Sistemi di accumulo dai pozzi petroliferi inattivi

Non molto tempo fa la Danimarca ha dichiarato lo stop di produzione di petrolio. Ma cosa succede quando i pozzi petroliferi diventano inattivi? Solitamente i proprietari dovrebbero effettuare il processo di richiusura, che consiste nel riempire le tubazioni di cemento per sigillare le fonti. Questa operazione ha costi che vanno da 70.000 a 500.000 dollari, non calcolando i costi legati alla pulizia del suolo contaminato. Molto spesso, però, queste operazioni non vengono effettuate, e i pozzi restano abbandonati. Il professore Iraj Ershaghi, dell’USC Viterbi, insieme al suo team, vuole convertire i pozzi di petrolio e gas inattivi in ​​condotti per l’accumulo sotterraneo per energia solare ed eolica.

Accumulo nei pozzi petroliferi: come?

La conversione in sistemi di accumulo dei pozzi petroliferi ha come base la tecnologia dello stoccaggio ad aria compressa. Il principio alla base è il seguente: un compressore convertirebbe l’energia rinnovabile prodotta da impianti eolici e fotovoltaici in aria compressa. L’aria viaggerebbe, attraverso tubazioni, verso le falde acquifere saline sotterranee, ad una profondità tra 1000 ft (304,8 m) e 8000 ft (2438,4 m).

Come avviene il processo di conversione? Per trasformare i pozzi inattivi in ​​depositi sotterranei, è necessario versare cemento lungo i tubi per sigillare i serbatoi di petrolio e gas. Un sensore vicino alla parte superiore verrebbe aggiunto per rilevare eventuali perdite dannose e le perforazioni consentirebbero l’accesso alle falde acquifere saline di minore profondità. La figura seguente riporta schematicamente il funzionamento del sistema di accumulo all’interno del pozzo petrolifero.

L’installazione del primo sistema di accumulo ad aria compressa risale al 1978 ad Hundorf, in Germania, con una potenza di 290 MW. Un altro da 110MW, installato nel 1991 in Alabama, è stato costruito in 30 mesi ad un costo di circa 600 $/kW. Il sistema di accumulo ad aria compressa trova applicazioni negli impianti turbogas. In genere questi sistemi utilizzano compressori alimentati da energia elettrica a basso costo prodotta nelle ore notturne. L’aria compressa viene accumulata in cavità sotterranee ermetiche, ad una pressione di 70-100 bar. A livello dell’impianto turbogas, il risparmio è di circa il 40% di gas per la produzione della stessa quantità di energia elettrica.

Una nuova opportunità?

Secondo il professor Ershaghi e il suo team, un singolo pozzo inattivo potrebbe immagazzinare almeno 5 MW di energia nelle spesse formazioni di arenaria sotto la superficie, mentre un giacimento di petrolio o gas in pensione potrebbe contenere migliaia di megawatt. Secondo l’Energy Information Administration, nel prossimo decennio i pozzi petroliferi inutilizzati negli Stati Uniti saranno circa 300.000. La conversione di parte di esse potrebbe svolgere un ruolo significativo all’interno del sistema elettrico.

In collaborazione con Don Paul, professore di ricerca di ingegneria e William M. Keck Professore di risorse energetiche, e Birendra Jha, assistente professore di ingegneria petrolifera, Ershaghi e il suo team credono che ciò potrebbe aiutare a prevenire futuri blackout in California e migliorare la sicurezza energetica della nazione. Con la partecipazione di una società, EIC, prevedono di avere un sito dimostrativo identificato entro la prossima estate e un documento descrittivo entro l’autunno 2021.

Il mondo dell’accumulo

L’accumulo dell’energia elettrica è un tema centrale del dibattito energetico, nonché punto cruciale del processo di transizione energetica verso una generazione rinnovabile. Le tecnologie disponibili oggi sono numerose. L’accumulo idroelettrico si basa su un bacino artificiale a monte e un bacino di raccolta a valle. Nelle ore diurne l’acqua del bacino a monte scende verso il basso, alimentando le turbine e la produzione di energia elettrica. Viceversa, nelle ore notturne, un sistema di pompe elettriche trasporta l’acqua del serbatoio nuovamente nel bacino a monte. Per l’accumulo di energia solare, un nuovo materiale cristallino è risultato molto efficace. E se fosse una torre in cemento un sistema di accumulo, che sfrutta come salto geodetico l’altezza della stessa torre?