Помпено водно съхранение: Революционизиращи водноелектрически централи

• Автор:
• име Автор

  Quantumrun Foresight
• Юли 11, 2022

Резюме на прозрението

Трансформирането на стари въглищни мини в батерии в промишлен мащаб, използващи помпено водно съхранение (PHS) е нарастваща тенденция в Китай, предлагаща уникално решение за съхранение на енергия и производство на електроенергия. Този метод, макар и обещаващ за подобряване на стабилността на мрежата и поддържане на възобновяеми енергийни източници, е изправен пред предизвикателства като кисела вода, която може да увреди инфраструктурата. Пренасочването на затворени мини за съхранение на енергия не само помага за намаляване на зависимостта от изкопаеми горива и въглеродните емисии, но също така съживява местните икономики чрез създаване на работни места и насърчаване на практики за устойчива енергия.

Контекст на помпено водно съхранение

Учени от китайския университет Чунцин и китайската инвестиционна фирма Shaanxi Investment Group експериментират с използването на незаети въглищни мини (частта от мината, където минералите са били изцяло или предимно извлечени), за да действат като индустриални батерии. Тези мини могат да служат като горни и подповърхностни резервоари за съхранение на помпени схеми за водно съхранение и да бъдат свързани към мащабни соларни и вятърни проекти.

Проектите за помпено хидроакумулиране (PHS) транспортират вода между два резервоара на различна надморска височина за съхраняване и производство на електричество. Излишното електричество се използва за изпомпване на вода към горния резервоар по време на периоди на ниско потребление на електричество, като например през нощта или през почивните дни. Когато има голямо търсене на енергия, съхраняваната вода се освобождава чрез турбини като традиционна хидроцентрала, течаща надолу от по-високия резервоар в долния басейн, генерирайки електричество. Турбината може да се използва и като помпа за движение на водата нагоре.
 
Според разследването на университета и инвестиционната корпорация, 3,868 затворени въглищни мини в Китай се разглеждат за пренасочване като схеми за помпено водно съхранение. Симулация, използваща този модел, разкри, че помпено-хидроцентрала, построена в изтощена въглищна мина, може да постигне годишна ефективност на системата от 82.8 процента. В резултат на това могат да бъдат произведени 2.82 киловата регулирана енергия на кубичен метър. Основното предизвикателство са ниските нива на рН в тези мини, като киселинната вода потенциално ерозира растителните компоненти и отделя метални йони или тежки метали, които могат да причинят щети на подземните структури и да замърсят близките водни тела.

Разрушително въздействие

Електрическите оператори все повече търсят PHS като жизнеспособно решение за балансиране на електрически мрежи. Тази технология става особено ценна, когато възобновяемите източници като вятърна и слънчева енергия не са достатъчни, за да отговорят на търсенето. Чрез съхраняване на излишната енергия под формата на вода на по-висока надморска височина, PHS позволява бързо генериране на електроенергия, когато е необходимо, действайки като буфер срещу недостиг на енергия. Тази способност позволява по-последователно и надеждно използване на възобновяеми енергийни източници, което прави слънчевата и вятърната енергия по-осъществими като първични източници на електроенергия.

Инвестициите в PHS също могат да бъдат икономически изгодни, особено в райони със съществуващи естествени резервоари или неизползвани мини. Използването на тези съществуващи структури може да бъде по-рентабилно от широкомащабното снабдяване с индустриални мрежови батерии. Този подход не само подпомага съхранението на енергия, но също така допринася за устойчивостта на околната среда чрез пренасочване на стари индустриални обекти, като въглищни мини, за целите на зелената енергия. В резултат на това правителствата и енергийните компании могат да разширят своята електроенергийна инфраструктура с по-ниски финансови и екологични разходи, като същевременно стимулират местното производство на енергия и намаляват въглеродните емисии.

Освен това региони, които претърпяха икономически спад поради затварянето на въглищни мини, могат да намерят нови възможности в сектора на PHS. Съществуващите знания и опит на местната работна сила, запозната с разположението и структурата на мината, стават безценни в този преход. Тази промяна не само генерира заетост, но също така подкрепя развитието на умения в зелените енергийни технологии, като допринася за по-широко икономическо съживяване. 

Последици от проекти за помпено водно съхранение

По-широките последици от пренасочването на затворени мини и естествени резервоари в помпено водно съхранение може да включват:

• Намаляване на разходите за инфраструктура за възобновяема енергия в определени региони, което позволява на повече общности да имат достъп до достъпна зелена енергия.
• Трансформиране на неизползвани минни обекти в икономически активи, създаване на работни места и намаляване на въглеродните емисии в местните райони.
• Подобряване на надеждността на електрическите мрежи, разчитащи на възобновяема енергия, свеждане до минимум на прекъсванията и прекъсванията на електрозахранването.
• Насърчаване на промяната в енергийните политики към по-устойчиви практики, оказвайки влияние върху правителствения фокус върху възобновяемите енергийни източници.
• Улесняване на намаляването на зависимостта от изкопаеми горива, което води до намаляване на емисиите на парникови газове и подобряване на качеството на въздуха.
• Създаване на нови програми за професионално обучение, фокусирани върху технологиите за възобновяема енергия, насърчаване на квалифицирана работна сила в зелените сектори.
• Насърчаване на децентрализацията на производството на енергия, овластяване на местните общности да управляват и да се възползват от своите енергийни ресурси.
• Повишаване на интереса на потребителите към възобновяеми енергийни източници, което потенциално води до увеличаване на зелените инвестиции и продукти.
• Разпалване на дебати относно използването на земята и въздействието върху околната среда, оказване на влияние върху бъдещите разпоредби и общественото мнение относно мащабни енергийни проекти.
• Потенциални протести на екоактивисти срещу преобразуването на стари мини, водени от опасения относно замърсяването на водата и естественото опазване.

Въпроси за разглеждане

• Какви други изоставени форми на инфраструктура смятате, че могат да бъдат преназначени в проекти за помпено водно съхранение? 
• Бъдещите мини (от всякакъв вид, включително злато, кобалт, литий и т.н.) ще бъдат ли проектирани с оглед на бъдещо повторно предназначение?