廢棄油氣井再利用：綠色能源儲存的新契機

隨著全球逐步從化石燃料轉向風能、太陽能等可再生能源，如何有效儲存能源以應對無風無陽光的時段，成為關鍵挑戰。賓州州立大學的研究團隊近期發表於《能源儲存期刊》的研究指出，利用廢棄油氣井中的地熱資源，可大幅提升壓縮空氣儲能（CAES）系統的效率，為綠色能源儲存提供創新解決方案。

CAES系統的原理是在能源需求低時將空氣壓縮並儲存於地下，待需求高峰時釋放空氣發電。然而，高昂的初始成本一直是此類專案商業化的主要障礙。研究團隊提出了一種結合地熱的改良型CAES系統，利用美國境內約390萬口廢棄油氣井，將系統效率提升9.5%，這意味著更多儲存的能源可轉化為電力，為營運商帶來更高的收益。

「效率的提升將成為CAES專案經濟可行性的關鍵因素，」賓州州立大學石油與天然氣工程教授、研究主要作者Arash Dahi Taleghani表示，「更重要的是，我們能利用現有廢棄油氣井，大幅降低初始成本。這將是一個雙贏的局面。」

研究指出，廢棄油氣井可提供地下熱巖層的地熱資源，省去鑽鑿新井的費用，使技術更具吸引力。Taleghani解釋，壓縮空氣的壓力會隨著溫度上升而增加，因此加熱後的井可儲存更多能量。當需要電力時，加熱的壓縮空氣被釋放，驅動渦輪機發電。

「若不利用地熱資源，系統效率將無法達到令人滿意的水平，」Taleghani強調，「此外，鑽鑿新井的經濟效益可能難以平衡。但結合這兩項因素，並透過模擬與反覆驗證，我們發現這是一個極具潛力的解決方案。」

研究團隊認為，CAES等能源儲存技術在能源轉型中扮演重要角色，因為它們能解決可再生能源間歇性的問題。透過儲存多餘的可再生能源並在需要時釋放，能源儲存有助於提升電網的穩定性與可靠性。

「問題在於，有時我們需要能源時，卻沒有陽光或風力，」Taleghani指出，「這是可再生能源進一步擴充套件的主要障礙。因此，具備一定的儲能能力以支援電網運作至關重要。」

此外，廢棄油氣井的再利用也有助於減輕環境影響，並為能源產業傳統深厚的區域創造新的就業機會。以賓州為例，估計有數十萬口廢棄井，若未妥善封堵或受損，可能導致甲烷洩漏至大氣或地下水中。

「利用現有井口，我們可謂一石二鳥，」Taleghani解釋，「首先，我們封堵這些井，防止任何潛在洩漏。其次，若將這些井重新用於能源儲存，我們仍能利用社羣現有的基礎設施。這不僅能維持當地就業，還能讓社羣參與能源未來的發展。」

此研究由賓州州立大學的Derek Elsworth教授與Qitao Zhang博士共同參與，為能源儲存技術的創新應用提供了重要見解。