Hidroakumulacija sa pumpama: Revolucionirajuće hidroelektrane

• Autor:
• Ime autora

  Quantumrun Foresight
• Juli 11, 2022

Sažetak uvida

Pretvaranje starih rudnika uglja u baterije industrijskog obima pomoću pumpnog hidroakumulacije (PHS) je rastući trend u Kini, nudeći jedinstveno rješenje za skladištenje energije i proizvodnju električne energije. Ova metoda, iako obećava za poboljšanje stabilnosti mreže i podršku obnovljivim izvorima energije, suočava se s izazovima poput kisele vode koja može oštetiti infrastrukturu. Prenamjena zatvorenih rudnika za skladištenje energije ne samo da pomaže u smanjenju ovisnosti o fosilnim gorivima i emisijama ugljika, već i revitalizira lokalne ekonomije stvaranjem radnih mjesta i podsticanjem održivih energetskih praksi.

Kontekst za skladištenje pumpe

Naučnici sa kineskog univerziteta Chongqing i kineske investicione firme Shaanxi Investment Group eksperimentiraju s korištenjem nenaseljenih žljebova rudnika uglja (dio rudnika u kojem su minerali u potpunosti ili pretežno vađeni) da djeluju kao baterije industrijske veličine. Ovi rudnici mogu poslužiti kao gornji i podzemni spremnici za skladištenje pumpi i biti povezani na velike solarne i vjetroelektrane projekte.

Projekti pumpnih hidroakumulacija (PHS) transportuju vodu između dva rezervoara na različitim nadmorskim visinama za skladištenje i stvaranje električne energije. Višak električne energije se koristi za pumpanje vode u gornji rezervoar tokom perioda niske potrošnje električne energije, kao što je noću ili vikendom. Kada postoji velika potražnja za energijom, uskladištena voda se oslobađa kroz turbine poput tradicionalne hidroelektrane, teče nizbrdo iz višeg rezervoara u donji bazen, stvarajući električnu energiju. Turbina se također može koristiti kao pumpa za pomicanje vode prema gore.
 
Prema istrazi univerziteta i investicione korporacije, 3,868 zatvorenih rudnika uglja u Kini razmatraju se za prenamjenu u sheme skladištenja pumpi. Simulacija pomoću ovog modela otkrila je da bi pumpna hidroelektrana izgrađena u iscrpljenom rudniku uglja mogla postići godišnju efikasnost sistema od 82.8 posto. Kao rezultat, moglo bi se proizvesti 2.82 kilovata regulirane energije po kubnom metru. Primarni izazov je nizak pH u ovim rudnicima, s kiselom vodom koja potencijalno erodira komponente biljaka i emituje metalne jone ili teške metale koji mogu uzrokovati oštećenje podzemnih struktura i zagaditi obližnja vodna tijela.

Disruptive Impact

Operateri električne energije sve više traže PHS kao održivo rješenje za balansiranje električnih mreža. Ova tehnologija postaje posebno vrijedna kada obnovljivi izvori poput vjetra i solarne energije nisu dovoljni da zadovolje potražnju. Skladištenjem viška energije u obliku vode na višoj nadmorskoj visini, PHS omogućava brzu proizvodnju električne energije kada je to potrebno, djelujući kao tampon protiv nestašice energije. Ova sposobnost omogućava dosljedniju i pouzdaniju upotrebu obnovljivih izvora energije, čineći solarnu i vjetroelektranu izvodljivim kao primarni izvor električne energije.

Ulaganja u PHS takođe mogu biti ekonomski povoljna, posebno u područjima sa postojećim prirodnim rezervoarima ili neiskorišćenim rudnicima. Korištenje ovih postojećih struktura može biti isplativije od nabavke velikih razmjera industrijskih mrežnih baterija. Ovaj pristup ne samo da pomaže u skladištenju energije, već i doprinosi ekološkoj održivosti prenamjenom starih industrijskih lokacija, poput rudnika uglja, u svrhe zelene energije. Kao rezultat toga, vlade i energetske kompanije mogu proširiti svoju elektroenergetsku infrastrukturu sa nižim finansijskim i ekološkim troškovima, uz istovremeno jačanje lokalne proizvodnje energije i smanjenje emisije ugljika.

Osim toga, regije koje su doživjele ekonomski pad zbog zatvaranja rudnika uglja mogu pronaći nove mogućnosti u sektoru PHS. Postojeće znanje i stručnost lokalne radne snage, koja je upoznata sa izgledom i strukturom rudnika, postaju neprocjenjivi u ovoj tranziciji. Ova promjena ne samo da stvara zapošljavanje, već i podržava razvoj vještina u tehnologijama zelene energije, doprinoseći široj ekonomskoj revitalizaciji. 

Implikacije projekata pumpnih hidroakumulacija

Šire implikacije prenamjene zatvorenih rudnika i prirodnih rezervoara u pumpna hidroakumulacija mogu uključivati:

• Smanjenje troškova infrastrukture za obnovljivu energiju u određenim regionima, omogućavajući većem broju zajednica da pristupe pristupačnoj zelenoj energiji.
• Pretvaranje neiskorištenih rudarskih lokacija u ekonomska sredstva, stvaranje radnih mjesta i smanjenje emisije ugljika u lokalnim područjima.
• Povećanje pouzdanosti elektroenergetskih mreža koje se oslanjaju na obnovljive izvore energije, minimizirajući nestanke struje i prekide.
• Podsticanje promjene u energetskim politikama ka održivijim praksama, utječući na fokus vlade na obnovljive izvore energije.
• Omogućavanje smanjenja oslanjanja na fosilna goriva, što dovodi do smanjenja emisije stakleničkih plinova i poboljšanja kvaliteta zraka.
• Kreiranje novih programa stručne obuke fokusiranih na tehnologije obnovljivih izvora energije, podsticanje kvalifikovane radne snage u zelenim sektorima.
• Promoviranje decentralizacije proizvodnje energije, osnaživanje lokalnih zajednica da upravljaju i imaju koristi od svojih energetskih resursa.
• Povećanje interesa potrošača za obnovljive izvore energije, što potencijalno dovodi do porasta zelenih investicija i proizvoda.
• Podsticanje debata o korišćenju zemljišta i uticaju na životnu sredinu, utičući na buduće propise i javno mnjenje o velikim energetskim projektima.
• Potencijalni protesti ekoloških aktivista protiv pretvaranja starih rudnika, potaknuti zabrinutošću zbog zagađenja vode i očuvanja prirode.

Pitanja koja treba razmotriti

• Za koje druge napuštene oblike infrastrukture vjerujete da se mogu prenamijeniti u projekte pumpnih hidroakumulacija? 
• Hoće li budući rudnici (svih vrsta, uključujući zlato, kobalt, litijum, itd.) biti dizajnirani imajući na umu buduću prenamjenu?