Paineilmaenergiavarastointi

Paineilmaenergia­varastointi, eli CAES (compressed air energy storage), on energianvarastoinnin menetelmä, jossa ylijäävä sähköenergia käytetään ilman paineistamiseen ja varastoidaan suurikokoisiin maanalaisiin tiloihin tai paineastioihin. Kun sähköä tarvitaan, varastoidun ilman laajentuessa turbiineissa tuotetaan sähköä. Menetelmä mahdollistaa suurta kappale- ja energiatasoa, ja sitä voidaan käyttää sekä tasaisen että vaihtelevan sähköntuotannon tukemiseen.

Toimintaperiaate jakautuu perinteisiin ja edistyneempiin versioihin. Perinteisissä CAES-laitoksissa ilma puristetaan varastoon ja puristuksesta syntyvä lämpö talteenotetaan ja käytetään lämmittämään ilmaa ennen sen laajentumista turbiinissa. Lämpövaraston käyttö parantaa hyötysuhdetta, mutta monet kaupalliset järjestelmät käyttävät puristetun ilman laajentuessa tulistamista polttoaineella lisäpolttoaineen tuottamiseksi. Adiabattisissa CAES-järjestelmissä pyritään talteen puristuksesta syntyvä lämpö ja palauttamaan se ilmaan ilman, että polttoainetta tarvitsee käyttää, mikä parantaa tehokkuutta ja pienentää päästöjä. Isosta riippuen järjestelmien kokonaishyötysuhde vaihtelee ja kesto sekä kapasiteetti voivat olla suuria verrattuna muihin energianvarastointimuotoihin.

Sijainti ja varastointimuodot perustuvat geologiaan. Maanpäällisten säiliöiden lisäksi varastointipaikkoina käytetään maanalaisia tiloja, kuten suolakavernoita, vanhoja öljy- ja kaasukaivantoja tai muita soveltuvia geologisia rakenteita. Painesäiliöt ovat vaihtoehtoja erityisissä olosuhteissa.

Käyttökohteet ovat sähköverkkojen tasaus, huippukuorman hallinta ja energian aika- ja hintakätevä siirto, erityisesti uusiutuvan energian integroituvuus parantaen järjestelmien vakautta ja luotettavuutta. Historiallisesti ensimmäinen kaupallinen CAES-laitos oli Huntorfin, Saksassa, ja seuraavia suuria laitoksia on rakennettu Yhdysvalloissa ja muualla. Tulevaisuuden kehitys keskittyy korkeamman hyötysuhteen, paremman lämpötilanhallinnan sekä laajempien geologisten vaihtoehtojen hyödyntämiseen.