Гідраакумулюючыя сістэмы: рэвалюцыйныя гідраэлектрастанцыі

• аўтар:
• імя аўтара

  Quantumrun Foresight
• Ліпеня 11, 2022

Кароткі агляд

Пераўтварэнне старых вугальных шахтаў у батарэі прамысловага маштабу з выкарыстаннем помпавых гідраакумулятараў (PHS) з'яўляецца расце тэндэнцыяй у Кітаі, прапаноўваючы унікальнае рашэнне для захоўвання энергіі і вытворчасці электраэнергіі. Гэты метад, хаця і перспектыўны для павышэння стабільнасці электрасеткі і падтрымкі аднаўляльных крыніц энергіі, сутыкаецца з такімі праблемамі, як кіслая вада, якая можа пашкодзіць інфраструктуру. Перапрафіляванне закрытых шахт для захоўвання энергіі не толькі дапамагае паменшыць залежнасць ад выкапнёвага паліва і выкіды вуглякіслага газу, але і ажыўляе мясцовую эканоміку, ствараючы працоўныя месцы і заахвочваючы метады ўстойлівай энергетыкі.

Кантэкст помпавых гідраакумулятараў

Навукоўцы з Універсітэта Чунцын у Кітаі і кітайская інвестыцыйная кампанія Shaanxi Investment Group эксперыментуюць з выкарыстаннем незанятых вугальных шахтаў (частка шахты, дзе мінералы былі цалкам або пераважна здабыты) у якасці акумулятараў прамысловага памеру. Гэтыя шахты могуць служыць у якасці верхніх і падземных рэзервуараў для гідраакумулятарных схем і падключацца да буйнамаштабных сонечных і ветравых праектаў.

Праекты помпавых гідраакумулятараў (PHS) транспартуюць ваду паміж двума вадасховішчамі на розных вышынях для захоўвання і вытворчасці электраэнергіі. Лішак электраэнергіі выкарыстоўваецца для перапампоўкі вады ў верхні рэзервуар у перыяды нізкага спажывання электраэнергіі, напрыклад, ноччу або ў выхадныя. Калі ёсць высокі попыт на энергію, назапашаная вада выкідваецца праз турбіны, як на традыцыйнай ГЭС, цячэ ўніз з вышэйшага рэзервуара ў ніжні басейн, выпрацоўваючы электрычнасць. Турбіну таксама можна выкарыстоўваць як помпа для перамяшчэння вады ўверх.
 
Згодна з расследаваннем універсітэта і інвестыцыйнай карпарацыі, 3,868 закрытых вугальных шахт у Кітаі разглядаюцца для перапрафілявання ў схемы помпавых гідраакумулятараў. Мадэляванне з выкарыстаннем гэтай мадэлі паказала, што помпава-гідраўлічная ўстаноўка, пабудаваная ў знясіленай вугальнай шахце, можа дасягнуць гадавога ККД сістэмы ў 82.8 працэнта. У выніку можна было вырабіць 2.82 кілавата рэгламентаванай энергіі з кубаметра. Асноўнай праблемай з'яўляецца нізкі ўзровень pH у гэтых шахтах, калі кіслая вада патэнцыйна размывае раслінныя кампаненты і вылучае іёны металаў або цяжкіх металаў, якія могуць нанесці шкоду падземным структурам і забрудзіць бліжэйшыя вадаёмы.

Разбуральнае ўздзеянне

Аператары электраэнергіі ўсё часцей разглядаюць PHS як жыццяздольнае рашэнне для балансавання электрычных сетак. Гэтая тэхналогія становіцца асабліва каштоўнай, калі аднаўляльных крыніц, такіх як вецер і сонечная энергія, недастаткова для задавальнення попыту. Захоўваючы залішнюю энергію ў выглядзе вады на большай вышыні, PHS дазваляе хутка выпрацоўваць электраэнергію пры неабходнасці, дзейнічаючы як буфер супраць дэфіцыту энергіі. Гэтая магчымасць дазваляе больш паслядоўна і надзейна выкарыстоўваць аднаўляльныя крыніцы энергіі, што робіць сонечную і ветравую энергію больш магчымымі ў якасці асноўных крыніц электраэнергіі.

Інвестыцыі ў PHS таксама могуць быць эканамічна выгаднымі, асабліва ў раёнах з існуючымі прыроднымі вадаёмамі або невыкарыстоўваемымі шахтамі. Выкарыстанне гэтых існуючых структур можа быць больш эканамічна эфектыўным, чым буйнамаштабная закупка батарэй прамысловай сеткі. Такі падыход не толькі дапамагае назапашваць энергію, але і спрыяе экалагічнай устойлівасці, перапрафілюючы старыя прамысловыя аб'екты, такія як вугальныя шахты, для мэтаў экалагічна чыстай энергіі. У выніку ўрады і энергетычныя кампаніі могуць пашыраць сваю электраэнергетычную інфраструктуру з меншымі фінансавымі і экалагічнымі выдаткамі, адначасова павялічваючы мясцовую вытворчасць энергіі і скарачаючы выкіды вугляроду.

Акрамя таго, рэгіёны, якія перажылі эканамічны спад з-за закрыцця вугальных шахт, могуць знайсці новыя магчымасці ў сектары PHS. Існуючыя веды і вопыт мясцовай рабочай сілы, знаёмыя з планіроўкай і структурай шахты, становяцца неацэннымі ў гэтым пераходзе. Гэты зрух не толькі стварае занятасць, але і падтрымлівае развіццё навыкаў у галіне зялёных энергетычных тэхналогій, спрыяючы больш шырокаму аднаўленню эканомікі. 

Наступствы праектаў помпавых гідраакумулятараў

Больш шырокія наступствы перапрафілявання закрытых шахт і прыродных вадаёмаў у гідраакумулятары могуць уключаць:

• Зніжэнне выдаткаў на інфраструктуру аднаўляльных крыніц энергіі ў пэўных рэгіёнах, што дазваляе большай колькасці суполак атрымаць доступ да даступнай зялёнай энергіі.
• Ператварэнне нявыкарыстаных месцаў здабычы карысных выкапняў у эканамічныя актывы, стварэнне працоўных месцаў і скарачэнне выкідаў вугляроду ў мясцовых раёнах.
• Павышэнне надзейнасці электрычных сетак, якія абапіраюцца на аднаўляльныя крыніцы энергіі, звядзенне да мінімуму адключэнняў і збояў у электраэнергіі.
• Заахвочванне зруху ў энергетычнай палітыцы ў бок больш устойлівых практык, уплываючы на ​​ўвагу ўрада аднаўляльных крыніц энергіі.
• Садзейнічанне зніжэнню залежнасці ад выкапнёвага паліва, што прыводзіць да скарачэння выкідаў парніковых газаў і паляпшэння якасці паветра.
• Стварэнне новых праграм прафесійнага навучання, арыентаваных на тэхналогіі аднаўляльных крыніц энергіі, садзейнічанне кваліфікаванай рабочай сіле ў зялёных сектарах.
• Садзейнічанне дэцэнтралізацыі вытворчасці энергіі, пашырэнне правоў і магчымасцей мясцовых суполак кіраваць сваімі энергетычнымі рэсурсамі і атрымліваць выгаду ад іх.
• Павелічэнне цікавасці спажыўцоў да аднаўляльных крыніц энергіі, што патэнцыйна можа прывесці да росту экалагічных інвестыцый і прадуктаў.
• Распальванне дэбатаў аб землекарыстанні і ўздзеянні на навакольнае асяроддзе, уплыў на будучыя правілы і грамадскае меркаванне аб буйнамаштабных энергетычных праектах.
• Патэнцыйныя пратэсты экалагічных актывістаў супраць канверсіі старых шахт, абумоўленыя занепакоенасцю забруджваннем вады і захаваннем прыроды.

Пытанні для разгляду

• Якія яшчэ закінутыя формы інфраструктуры, на вашу думку, могуць быць перапрафіляваны ў праекты гідраакумулятараў? 
• Ці будуць будучыя шахты (усіх відаў, у тым ліку залатыя, кобальтавыя, літыевыя і г.д.) праектавацца з улікам будучага перапрафілявання?