CTES - Cavern Thermal Energy Storage in bedded salt – geological-technical feasibility and economic viability

• Research unit: SFOE
• Project number: SI/502991

Short description (German)

Um das Energiesystem zu dekarbonisieren werden grosse Energiespeicher benötigt. Für die saisonale oder teilsaisonale Speicherung von Wärme bieten sich untertägig angelegte Speicher an (Underground Thermal Energy Storage UTES), wobei für Hochtemperatur-Fernwärmenetze entsprechend tief gelegene Speicher in Form von Aquiferspeichern (Aquifer Thermal Energy Storage ATES) anzustreben wären. Die in der Schweiz bekannten Tiefenaquifere bieten sich jedoch aufgrund ihrer zumeist stark heterogenen und anisotropen Eigenschaften nur bedingt zur Verwendung als Aquiferspeicher an. Für UTES wäre ein Hohlraum mit planbaren Dimensionen sowie homogenen und isotropen Eigenschaften, wie sie beispielsweise untertätige Kavernen aufweisen, deutlich erfolgsversprechender. Das beantragte Projekt möchte die Möglichkeiten prüfen, im Sommer anfallende, überschüssige Wärme saisonal in Salzkavernen im Untergrund zu speichern und in den Wintermonaten zu nutzen.

Short description (English)

Large energy storage facilities are needed to decarbonize the energy system. Underground thermal energy storage (UTES) facilities are suitable for seasonal or semi-seasonal heat storage, whereas deep aquifer thermal energy storage (ATES) facilities would be preferable for high-temperature district heating networks. However, the deep aquifers known in Switzerland are only suitable for use as aquifer storage to a limited extent due to their mostly highly heterogeneous and anisotropic properties. For UTES, a cavity with predictable dimensions and homogeneous and isotropic properties, such as those found in underground caverns, would be much more promising. The proposed project aims to examine the possibilities of storing excess heat generated in summer seasonally in underground salt caverns and using it in the winter months.

Short description (French)

La décarbonisation du système énergétique nécessite de grands réservoirs de stockage d'énergie. Pour le stockage saisonnier ou semi-saisonnier de la chaleur, les réservoirs souterrains (Underground Thermal Energy Storage, UTES) sont tout indiqués, tandis que pour les réseaux de chauffage urbain à haute température, il faudrait privilégier des réservoirs profonds sous forme d'aquifères (Aquifer Thermal Energy Storage, ATES). Cependant, en raison de leurs propriétés généralement très hétérogènes et anisotropes, les aquifères profonds connus en Suisse ne se prêtent que de manière limitée à une utilisation comme réservoirs aquifères. Pour les UTES, une cavité aux dimensions prévisibles et aux propriétés homogènes et isotropes, comme celles des cavernes souterraines, serait nettement plus prometteuse. Le projet proposé vise à étudier les possibilités de stocker de manière saisonnière la chaleur excédentaire produite en été dans des cavernes souterraines de sel et de l'utiliser pendant les mois d'hiver.