Венгерские исследователи предложили использовать выведенных из эксплуатации нефтяных и газовых скважин для хранения тепловой энергии. Такие заброшенные скважины являются источниками утечки метана, а метан известен своим парниковым эффектом, который в 25–34 раза превышает эффект от углекислого газа. В то же время ликвидация таких скважин обходится очень дорого, в то время как их преобразование в объекты хранения тепловой энергии оказывается экономически выгодным.

Принцип работы технологии подземного хранения тепла при температуре не ниже 90 °C известен как HT-ATES (высокотемпературное хранение тепловой энергии в водоносном горизонте). Он основан на закачке избыточного тепла в водоносный горизонт в летний сезон, а затем на его извлечении и использовании для отопления в зимний сезон. Чтобы изучить эффективность применения этой технологии в условиях Венгрии, учёные исследовали Бекешскую впадину – один из самых глубоких и наиболее изученных участков Паннонского бассейна на юго-западе страны. В этом регионе имеется обширная сеть старых скважин, ранее использовавшихся для добычи нефти и газа. Залежи там находятся на глубине около 2000–2500 метров, а высокая температура (от 70 до 120 °C) достигается за счёт аномально высокого геотермального градиента. Местные пески отличаются высокой пористостью (до 25%) и проницаемостью (до 2000 миллидарси), что делает их особенно подходящими для закачки и последующего извлечения тепла.

Для оценки эффективности работы системы было разработано гидрогеологическое моделирование, позволяющее воссоздать движение подземных потоков. Также было разработано моделирование теплопередачи, отражающее распределение и накопление тепла в породе. Моделирование проводилось на основе данных по двум скважинам, расположенным на расстоянии более 500 м друг от друга, чтобы избежать теплового выброса. В ходе моделирования изменение температуры в непосредственной близости от скважин анализировалось с точки зрения эффективности системы на каждом этапе годового цикла. Затем алгоритм машинного обучения был «обучен» на основе полученных данных. Этот алгоритм способен прогнозировать тепловую эффективность других скважин, в том числе тех, которые не были включены в первоначальное моделирование. Результаты моделирования и прогнозов были визуализированы в виде температурных карт, графиков сезонного нагрева и охлаждения, а также карт прогнозируемого роста эффективности для всех исследованных скважин в регионе.

Технология ATES уже доказала свою эффективность – по всему миру работает около 2800 подобных систем, в основном в Нидерландах, где они обеспечивают совокупное теплоснабжение в объёме около 2,5 ТВт*час в год. В Венгрии есть тысячи истощённых скважин в геологически подходящих пластах. По оценкам учёных, внедрение как минимум 100 систем HT-ATES, каждая из которых способна накапливать от 8 до 12 ГВт·ч тепла в год, позволит накапливать от 800 до 1200 ГВт·ч тепловой энергии ежегодно. Этого достаточно, чтобы покрыть зимние потребности в отоплении 100–150 тысяч домохозяйств, одновременно сокращая выбросы парниковых газов и снижая затраты на утилизацию старых скважин.

В мире