Pumpet vandopbevaring: Revolutionerende vandkraftværker

• Forfatter:
• Forfatter navn

  Quantumrun Foresight
• Juli 11, 2022

Oversigt over indsigt

At omdanne gamle kulminer til batterier i industriel skala ved hjælp af pumped hydro storage (PHS) er en stigende tendens i Kina, der tilbyder en unik løsning til energilagring og elproduktion. Selvom denne metode lover at forbedre netstabiliteten og understøtte vedvarende energikilder, står den over for udfordringer som surt vand, der kan skade infrastrukturen. Genanvendelse af lukkede miner til energilagring hjælper ikke kun med at reducere afhængigheden af ​​fossile brændstoffer og kulstofemissioner, men revitaliserer også lokale økonomier ved at skabe job og tilskynde til bæredygtig energipraksis.

Sammenhæng med pumpet hydrolagring

Forskere ved Kinas Chongqing Universitet og det kinesiske investeringsselskab Shaanxi Investment Group eksperimenterer med at bruge ubesatte kulminer (den del af en mine, hvor mineraler er blevet helt eller overvejende udvundet) til at fungere som batterier i industriel størrelse. Disse miner kan tjene som øvre og underjordiske lagertanke til pumpede hydrolagringsordninger og forbindes til storskala sol- og vindprojekter.

Pumped hydro storage-projekter (PHS) transporterer vand mellem to reservoirer i forskellige højder for at lagre og skabe elektricitet. Overskydende elektricitet bruges til at pumpe vand til et øvre reservoir i perioder med lavt elforbrug, såsom om natten eller i weekenden. Når der er et stort energibehov, frigives det oplagrede vand gennem turbiner som et traditionelt vandkraftværk, der strømmer ned ad bakke fra det højere reservoir ind i den nederste pool og genererer elektricitet. Turbinen kan også bruges som en pumpe til at flytte vand opad.
 
Ifølge universitetets og investeringsselskabets undersøgelse er 3,868 lukkede kulminer i Kina under overvejelse med henblik på genanvendelse som pumpede hydrolagringsordninger. En simulering ved hjælp af denne model viste, at et pumpet vandkraftværk bygget i en udtømt kulmine kunne opnå en årlig systemeffektivitet på 82.8 procent. Som følge heraf kunne der produceres 2.82 kilowatt reguleret energi per kubikmeter. Den primære udfordring er de lave pH-niveauer i disse miner, hvor surt vand potentielt eroderer plantekomponenter og udsender metalioner eller tungmetaller, der kan forårsage skade på underjordiske strukturer og forurene nærliggende vandområder.

Forstyrrende påvirkning

Eloperatører ser i stigende grad på PHS som en levedygtig løsning til balancering af elnet. Denne teknologi bliver særligt værdifuld, når vedvarende kilder som vind- og solenergi er utilstrækkelige til at imødekomme efterspørgslen. Ved at lagre overskydende energi i form af vand i en højere højde giver PHS mulighed for hurtig elproduktion, når det er nødvendigt, og fungerer som en buffer mod energimangel. Denne kapacitet muliggør en mere ensartet og pålidelig brug af vedvarende energikilder, hvilket gør sol- og vindkraft mere gennemførlige som primære elkilder.

Investeringer i PHS kan også være økonomisk fordelagtige, især i områder med eksisterende naturlige reservoirer eller nedlagte miner. Udnyttelse af disse eksisterende strukturer kan være mere omkostningseffektivt end storstilet indkøb af industrielle netbatterier. Denne tilgang hjælper ikke kun med energilagring, men bidrager også til miljømæssig bæredygtighed ved at genbruge gamle industriområder, såsom kulminer, til grønne energiformål. Som et resultat kan regeringer og energiselskaber udvide deres el-infrastruktur med lavere økonomiske og miljømæssige omkostninger, samtidig med at de øger lokal energiproduktion og reducerer kulstofemissioner.

Derudover kan regioner, der oplevede økonomisk tilbagegang på grund af lukningen af ​​kulminer, finde nye muligheder i PHS-sektoren. Den eksisterende viden og ekspertise hos den lokale arbejdsstyrke, der er bekendt med minens layout og struktur, bliver uvurderlig i denne overgang. Dette skift skaber ikke kun beskæftigelse, men understøtter også kompetenceudvikling inden for grønne energiteknologier, hvilket bidrager til en bredere økonomisk revitalisering. 

Implikationer af pumpede hydrolagringsprojekter

Bredere implikationer af at genbruge lukkede miner og naturlige reservoirer til pumpet hydrolager kan omfatte:

• Reduktion af omkostningerne til infrastruktur for vedvarende energi i specifikke regioner, hvilket gør det muligt for flere lokalsamfund at få adgang til grøn strøm til en overkommelig pris.
• Omdanne ubrugte minedriftssteder til økonomiske aktiver, skabe arbejdspladser og reducere kulstofemissioner i lokale områder.
• Forbedring af pålideligheden af ​​elnet, der er afhængige af vedvarende energi, minimerer strømafbrydelser og afbrydelser.
• Tilskyndelse til et skift i energipolitikker i retning af mere bæredygtig praksis, hvilket påvirker regeringens fokus på vedvarende energikilder.
• At lette et fald i afhængigheden af ​​fossile brændstoffer, hvilket fører til en reduktion i drivhusgasemissioner og forbedret luftkvalitet.
• Oprettelse af nye erhvervsuddannelsesprogrammer med fokus på vedvarende energiteknologier, der fremmer en kvalificeret arbejdsstyrke i grønne sektorer.
• Fremme decentraliseringen af ​​energiproduktionen, give lokalsamfundene mulighed for at styre og drage fordel af deres energiressourcer.
• Øget forbrugerinteresse for vedvarende energikilder, hvilket potentielt kan føre til en stigning i grønne investeringer og produkter.
• Udløser debatter om arealanvendelse og miljøpåvirkning, som påvirker fremtidige reguleringer og den offentlige mening om store energiprojekter.
• Potentielle protester fra miljøaktivister mod at konvertere gamle miner, drevet af bekymringer over vandforurening og naturlig bevaring.

Spørgsmål at overveje

• Hvilke andre forladte former for infrastruktur, tror du, kan genanvendes til pumpede hydrolagringsprojekter? 
• Vil fremtidige miner (af enhver art, inklusive guld, kobolt, lithium osv.) blive designet med fremtidig genbrug i tankerne?