Seasonal energy storage in Greece: enabling a well- functioning power market: the role of energy storage in achieving climate targets

Abstract

We examine the evolving role of energy storage, emphasizing the role of natural gas and hydrogen, in ensuring a Net-Zero CO2 economy and enhancing energy security in Europe, with a particular focus on Greece. Our research confirms that at least, in the short to medium term, underground gas storage (UGS) remains a critical infrastructure for ensuring security of supply and price stability, especially under market volatility conditions, caused by geopolitical turmoil in Europe. A new replicable methodological approach is introduced to estimate the economic value of UGS facilities under current market conditions, using data from national energy authorities and European institutions. Building on this market-based evaluation, the research subsequently expands its scope from gas infrastructure investment to the system-level role of energy storage compatible with Greece’s ambitious climate neutrality strategy. The country’s energy priorities are aligned with the European Green Deal and REPowerEU strategies, targeting the rapid scale-up of renewable energy sources coupled with the deployment of energy storage technologies. To this end, we use the LEAP–NEMO energy system model to assess the long-term role of seasonal hydrogen storage in enabling greater renewable integration, reducing curtailments, and gradually displacing natural gas from the power mix. Although hydrogen’s relatively low round-trip efficiency limits its appropriateness for short-term balancing, its contribution to seasonal flexibility and energy autonomy remains essential. Overall, the findings also confirm that a coordinated approach, combining conventional gas storage for near-term security with advanced hydrogen storage for long-term decarbonization, remains an option that strengthens system resilience, reduces import dependency, and supports the sustainable transformation of Greece’s energy system.

Εξετάζουμε τον εξελισσόμενο ρόλο της αποθήκευσης ενέργειας, δίνοντας έμφαση στον ρόλο του φυσικού αερίου και του υδρογόνου, στη διασφάλιση μιας οικονομίας μηδενικών εκπομπών CO2 και στην ενίσχυση της ενεργειακής ασφάλειας στην Ευρώπη, με ιδιαίτερη έμφαση στην Ελλάδα. Η έρευνά μας επιβεβαιώνει ότι τουλάχιστον, βραχυπρόθεσμα έως μεσοπρόθεσμα, η υπόγεια αποθήκευση φυσικού αερίου (UGS) παραμένει μια κρίσιμη υποδομή για τη διασφάλιση της ασφάλειας εφοδιασμού και της σταθερότητας των τιμών, ειδικά υπό συνθήκες αστάθειας της αγοράς, που προκαλούνται από γεωπολιτικές αναταραχές στην Ευρώπη. Εισάγεται μια νέα αναπαραγώγιμη μεθοδολογική προσέγγιση για την εκτίμηση της οικονομικής αξίας των εγκαταστάσεων UGS υπό τις τρέχουσες συνθήκες της αγοράς, χρησιμοποιώντας δεδομένα από εθνικές ενεργειακές αρχές και ευρωπαϊκούς θεσμούς. Βασιζόμενοι σε αυτήν την αξιολόγηση που επικεντρωνεται στην αγορά, η έρευνα στη συνέχεια επεκτείνει το πεδίο εφαρμογής της από τις επενδύσεις σε υποδομές φυσικού αερίου στον ρόλο της αποθήκευσης ενέργειας σε επίπεδο συστήματος, συμβατό με τη φιλόδοξη στρατηγική της Ελλάδας για κλιματική ουδετερότητα. Οι ενεργειακές προτεραιότητες της χώρας ευθυγραμμίζονται με τις στρατηγικές της Ευρωπαϊκής Πράσινης Συμφωνίας και της REPowerEU, στοχεύοντας στην ταχεία κλιμάκωση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε συνδυασμό με την ανάπτυξη τεχνολογιών αποθήκευσης ενέργειας. Για τον σκοπό αυτό, χρησιμοποιούμε το μοντέλο ενεργειακού συστήματος LEAP–NEMO για να αξιολογήσουμε τον μακροπρόθεσμο ρόλο της εποχιακής αποθήκευσης υδρογόνου στην επίτευξη μεγαλύτερης ενσωμάτωσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, στη μείωση των περικοπών και στη σταδιακή αντικατάσταση του φυσικού αερίου από το ενεργειακό μείγμα. Αν και η σχετικά χαμηλή απόδοση του υδρογόνου περιορίζει την καταλληλότητά του για βραχυπρόθεσμη εξισορρόπηση, η συμβολή του στην εποχιακή ευελιξία και την ενεργειακή αυτονομία παραμένει απαραίτητη. Συνολικά, τα ευρήματα επιβεβαιώνουν επίσης ότι μια συντονισμένη προσέγγιση, που συνδυάζει τη συμβατική αποθήκευση φυσικού αερίου για βραχυπρόθεσμη ασφάλεια με την προηγμένη αποθήκευση υδρογόνου για μακροπρόθεσμη απαλλαγή από τον άνθρακα, παραμένει μια επιλογή που ενισχύει την ανθεκτικότητα του συστήματος, μειώνει την εξάρτηση από τις εισαγωγές και υποστηρίζει τον βιώσιμο μετασχηματισμό του ενεργειακού συστήματος της Ελλάδας.