25 millioner til prosjekt for energilagring

Voksende behov for lagring av energi

Termisk og mekanisk lagring av energi i undergrunnen er temaet for Toppforsk-prosjektet TheMSES ved Matematisk Institutt. Dette prosjektet er motivert ut fra gapet mellom produksjon av nye fornybare energikilder (i stor grad knyttet til når det er sol og når det blåser) og forbruk (spesielt knyttet til arbeidstider og årstider). TheMSES-prosjektet har som hovedformål å utvikle de nødvendige matematiske metodeverktøyene.

Energilagring er et sterkt voksende behov sammen med innføringen av fornybar energi. Allerede i dag oppstår situasjoner i Tyskland hvor energiproduksjonen overskrider forbruket, og det anslåes at Kina taper opp mot halvparten av energien fra sine vindkraftverk grunnet dårlig infrastruktur. Lagring på bakkenivå har ofte store fotavtrykk, enten gjennom store kjemiske batteribanker, eller ved bruk av f.eks. hydroelektriske ressurser. I kontrast er energilagring i undergrunnen attraktivt da det har i utgangspunktet lite påvirkning på jordens overflate.

Manglende prognoser for effektiviteten av energilagring

Jordens undergrunn er i all hovedsak et porøst materiale, som blant annet inneholder mer eller mindre sammenhengende lag av sandstein. Disse lagene har i noen tilfeller stor verdi, da de kan inneholde så forskjellige væsker som drikkevann og olje. Men i stor grad inneholder de kun saltholdig vann, til dels av høy temperatur. Dette er utgangspunktet for teknologier som geotermisk energiproduksjon (når man pumper ut varmt vann), såvel som CO2 lagring (når man pumper inn CO2-rik superkritisk gass).  I grenseland mellom disse teknologiene oppstår muligheten for å lagre energi midlertidig, både ved å pumpe ned varmt vann (for senere ekstraksjon), såvel som ved trykkøkningen som oppstår når man pumper ned enten vann eller annen gass/væske.

Til tross for mulighetene ved lagring av energi i undergrunnen, er realistiske prognoser for den reelle effektiviteten manglende. Dette skyldes til dels kompleksiteten som henger sammen med å forstå koblingen mellom væske-flyt, trykkoppbygning, termiske og geokjemiske prosesser, samt mekanisk deformasjon av selve bergarten. Fra en matematiker sitt synspunkt gir dette opphav til koblede og ikke-linære partielle differensialligninger. De utfordringene som ligger i ligningenes struktur vanskeliggjøres ytterligere av at materialegenskapene er sterkt variable, mens grensebetingelsene (spesielt brønnrater) er for praktiske formål stokastiske når man ser frem i tid.

TheMSES-prosjektet omfatter fire ph.d-studenter, tre post-doktorer, samt alle de fast ansatte i porøs-medie gruppen (Jan Martin Nordbotten (prosjektleder), Inga Berre, Florin Radu, Kundan Kumar (vikar for Helge Dahle) og Eirik Keilegavlen).

Ledige stillinger tilknyttet prosjektet:

Stipendiat i anvend og utrekningsorientert matematikk - porøse media (Work Package 1) - Søknadsfrist: 05.06.2016 (2016-04-22)

Stipendiat i anvend og utrekningsorientert matematikk – porøse media (Work Package 2) - Søknadsfrist: 05.06.2016 (2016-04-22)

Stipendiat i anvend og utrekningsorientert matematikk – porøse media (Work Package 3) - Søknadsfrist: 05.06.2016 (2016-04-22)

Stipendiat i anvend og utrekningsorientert matematikk – porøse media (Work Package 4) - Søknadsfrist: 05.06.2016 (2016-04-22)

Postdoktor i anvend og utrekningsorientert matematikk – porøse media (Work Package 2) - Søknadsfrist: 05.06.2016 (2016-04-22)