راهکار پژوهشگران دانشکدگان فنی دانشگاه تهران برای ناترازی انرژی

 به نقل از دانشگاه تهران، در این پژوهش که در قالب پایان‌نامه کارشناسی ارشد فاطمه آقابابایی، دانشجوی رشته مهندسی شیمی، به راهنمایی دکتر بهنام صدائی، دانشیار دانشکده مهندسی شیمی دانشکدگان فنی دانشگاه تهران و در هسته پژوهشی ذخیره سازی زیرزمینی هیدروژن انجام گرفته، پتانسیل مخازن تخلیه‌شده نفت و گاز برای ذخیره انرژی به صورت هوای فشرده بررسی شده است.

دکتر صدائی درباره اهمیت روزافزون بهره‌گیری از سازندهای زیرزمینی به منظور ذخیره‌سازی انرژی گفت: «در دهه اخیر منابع تأمین انرژی پاک به منظور رفع نیازهای بشر مورد توجه محققان سراسر جهان قرار گرفته است. یکی از راه‌های تأمین انرژی پاک، ذخیره‌سازی هوای فشرده در سازندهای زیرزمینی و بازیابی آن به منظور تولید انرژی الکتریکی است. ذخیره‌سازی انرژی هوای فشرده در ساختارهای زیرزمینی از جمله مخازن هیدروکربنی تخلیه‌شده، به دلیل دارا بودن ظرفیت ذخیره‌سازی و خصوصیات زمین‌شناختی شناسایی‌شده، یکی از راه‌های مورد اطمینان، کم‌زیان و کم‌هزینه در راستای تأمین انرژی پایدار است.»

این متخصص مخازن نفت و گاز، با یادآوری این نکته که در راستای ذخیره‌سازی زیرزمینی هوای فشرده در آبخوان‌ها و مغاره‌ای نمکی پیش‌تر پژوهش‌هایی انجام شده است، اظهار داشت: «در خصوص ذخیره‌سازی هوای فشرده در مخازن نفت تخلیه‌شده مطالعات چندانی انجام نشده است، در حالی که این مخازن روزبه‌روز بیشتر تخلیه شده و مستعد ذخیره‌سازی هوا هستند. این موضوع با توجه به تعدد مخازن نفتی و در حال تخلیه ایران، اهمیت دوچندانی دارد.»

دانشیار دانشکدگان فنی دانشگاه تهران درباره دستاوردهای این پژوهش گفت: «در مرحله نخست این تحقیق، ذخیره‌سازی هوای فشرده در یک مدل مخزن نفت تخلیه‌شده و عوامل مؤثر بر بازیابی هوا به صورت عددی شبیه‌سازی شد. نتایج نشان داد که عواملی چون واکنش‌های اکسیداسیون هوا با سنگ و سیال مخزن، دبی تولید و تزریق هوا، فشار مویینه در یک محدوده بالا، تراوایی و اشباع آب سازندی مخزن، نسبت به پدیده‌های انحلال و نفوذ مولکولی، زمان ماندگاری اکسیژن در مخزن، شوری آب سازندی، انگشتی‌شدن و تخلخل مخزن تأثیر بیشتری در کاهش بازیابی هوا دارند؛ کاهش تراوایی بیشترین تأثیر را در کاهش بازیابی هوا دارد؛ مخزن در حالت اشباع پایین آب، بیشترین تأثیر را در افزایش ضریب بازیافت هوا دارد؛ همچنین تزریق هوا در مدت زمان زیاد و ماندگاری اکسیژن در مخزن کمترین میزان تأثیر را در کاهش ضریب بازیافت هوا دارد.»

استاد مهندسی شیمی دانشگاه تهران و مدیر هسته پژوهشی هیدروژن، مرحله دوم این پژوهش را این‌گونه توضیح داد: «در این مرحله، ذخیره‌سازی هوای فشرده در یک مخزن نفت تخلیه‌شده شکاف‌دار طبیعی شبیه‌سازی شد، تأثیر شکاف بر میزان واکنش‌های اکسیداسیون، انحلال و نفوذ هوا در دو فاز نفت و آب و بازیابی هوا مورد بررسی قرار گرفت و نتایج با مخارن تخلیه‌شده نفت متعارف مقایسه شد. همچنین خصوصیات شکاف از جمله تخلخل و تراوایی مطالعه و برای نخستین بار فاصله بین شکاف‌های مخزن بر میزان بازیابی هوا به صورت عددی شبیه‌سازی شد.»

وی در پایان افزود: «مطابق یافته‌های این پژوهش، فضای منافذ مخزن شکاف‌دار طبیعی می‌تواند یک ذخیره انرژی وسیع، با میزان قابل قبول بازیابی انرژی و تولید هوا را فراهم کند. این امکان به ویژه برای ایران که با ناترازی بالای انرژی مواجه است می‌تواند بسیار کاربردی باشد. چرا که در ساعات خارج از پیک، می‌توان با مصرف انرژی الکتریکی مازاد، هوا را در فشار بالا در مخزن مورد نظر به طور موقت ذخیره کرد و در ساعات نیاز و اوج مصرف انرژی، هوای فشرده ی ذخیره‌شده را به منظور تولید انرژی الکتریکی بازیابی کرد.»

گفتنی است نتایج این مطالعه با عنوان Underground compressed air energy storage (CAES) in naturally fractured depleted oil reservoir: Influence of fracture به تازگی از سوی الزویر منتشر شده است (اینجا).