Pumbaga hüdrosalvestid: hüdroelektrijaamade pöördelisus

• Autor:
• autori nimi

  Quantumrun Foresight
• Juuli 11, 2022

Ülevaate kokkuvõte

Vanade söekaevanduste muutmine tööstuslikuks akudeks pumphüdroakumulatsiooni (PHS) abil on Hiinas tõusev trend, pakkudes ainulaadset lahendust energia salvestamiseks ja elektri tootmiseks. Kuigi see meetod lubab suurendada võrgu stabiilsust ja toetada taastuvaid energiaallikaid, seisab see silmitsi väljakutsetega, nagu happeline vesi, mis võib infrastruktuuri kahjustada. Suletud kaevanduste taaskasutamine energia salvestamiseks ei aita mitte ainult vähendada sõltuvust fossiilkütustest ja süsinikdioksiidi heitkoguseid, vaid elavdab ka kohalikku majandust, luues töökohti ja soodustades säästvaid energiatavasid.

Pumbaga hüdrosalvesti kontekst

Hiina Chongqingi ülikooli teadlased ja Hiina investeerimisfirma Shaanxi Investment Group katsetavad kasutamata söekaevanduste tihvte (kaevanduse osa, kus mineraalid on täielikult või valdavalt kaevandatud), et need toimiksid tööstuslike akudena. Need kaevandused võivad olla ülemiste ja maa-aluste mahutitena pumbaga hüdroakumulatsioonisüsteemide jaoks ning olla ühendatud suuremahuliste päikese- ja tuuleprojektidega.

Pumbaga hüdroakumulatsioon (PHS) transpordib vett kahe erineva kõrgusega reservuaari vahel, et säilitada ja luua elektrit. Liigne elektrienergia kasutatakse madala elektritarbimisega perioodidel, näiteks öösel või nädalavahetustel, vee pumpamiseks ülemisse reservuaari. Suure energiavajaduse korral lastakse salvestatud vesi turbiinide kaudu välja nagu traditsiooniline hüdrojaam, mis voolab kõrgemast reservuaarist allamäge madalamasse basseini ja toodab elektrit. Turbiini saab kasutada ka pumbana vee ülespoole liigutamiseks.
 
Ülikooli ja investeerimisfirma uurimise kohaselt kaalutakse Hiinas 3,868 suletud söekaevanduse kasutamist pumphüdroakumulatsioonisüsteemidena. Seda mudelit kasutav simulatsioon näitas, et ammendatud söekaevandusse ehitatud pumbaga hüdrojaam võib saavutada 82.8 protsendilise aastase süsteemi efektiivsuse. Selle tulemusena suudeti toota 2.82 kilovatti reguleeritud energiat kuupmeetri kohta. Peamine väljakutse on nende kaevanduste madal pH-tase, kus happeline vesi võib erodeerida taimede komponente ja eraldada metalliioone või raskmetalle, mis võivad kahjustada maa-aluseid struktuure ja reostada läheduses asuvaid veekogusid.

Häiriv mõju

Elektrioperaatorid otsivad üha enam PHS-i kui elujõulist lahendust elektrivõrkude tasakaalustamiseks. See tehnoloogia muutub eriti väärtuslikuks, kui taastuvatest energiaallikatest, nagu tuule- ja päikeseenergia, nõudluse rahuldamiseks ei piisa. Salvestades üleliigset energiat vee kujul kõrgemal kõrgusel, võimaldab PHS vajadusel kiiresti elektrit toota, toimides puhvrina energiapuuduse vastu. See võime võimaldab järjepidevamalt ja usaldusväärsemalt kasutada taastuvaid energiaallikaid, muutes päikese- ja tuuleenergia primaarsete elektriallikatena otstarbekamaks.

Investeeringud PHS-i võivad olla ka majanduslikult kasulikud, eriti piirkondades, kus on olemasolevad looduslikud veehoidlad või kasutuseta kaevandused. Nende olemasolevate struktuuride kasutamine võib olla kulutõhusam kui tööstuslike võrgupatareide ulatuslik hankimine. See lähenemisviis mitte ainult ei aita kaasa energia salvestamisele, vaid aitab kaasa ka keskkonnasäästlikkusele, kasutades vanu tööstusalasid, näiteks söekaevandusi, rohelise energia tarbeks. Selle tulemusena saavad valitsused ja energiaettevõtted laiendada oma elektritaristut väiksemate finants- ja keskkonnakuludega, suurendades samal ajal ka kohalikku energiatootmist ja vähendades süsinikdioksiidi heitkoguseid.

Lisaks võivad söekaevanduste sulgemise tõttu majanduslanguse läbi elanud piirkonnad leida uusi võimalusi PHS-sektoris. Kohaliku tööjõu olemasolevad teadmised ja teadmised, kes tunnevad kaevanduse paigutust ja struktuuri, muutuvad selles üleminekus hindamatuks. See nihe mitte ainult ei loo töökohti, vaid toetab ka oskuste arendamist rohelise energia tehnoloogiate vallas, aidates kaasa laiemale majanduse elavdamisele. 

Pumbaga hüdroakumulatsiooni projektide tagajärjed

Suletud kaevanduste ja looduslike veehoidlate ümberpaigutamine pumbaga hüdroakumulaatoriteks võivad hõlmata järgmist:

• Taastuvenergia infrastruktuuri kulude vähendamine teatud piirkondades, võimaldades rohkematel kogukondadel juurdepääsu taskukohasele rohelisele elektrile.
• Kasutamata kaevanduskohtade muutmine majandusvaradeks, töökohtade loomine ja süsinikdioksiidi heitkoguste vähendamine kohalikes piirkondades.
• Taastuvenergial põhinevate elektrivõrkude töökindluse suurendamine, elektrikatkestuste ja häirete minimeerimine.
• Julgustada energiapoliitikas nihkumist säästvamatele tavadele, mõjutades valitsuse keskendumist taastuvatele energiaallikatele.
• Hõlbustada sõltuvust fossiilkütustest, mis toob kaasa kasvuhoonegaaside heitkoguste vähenemise ja õhukvaliteedi paranemise.
• Uute taastuvenergia tehnoloogiatele keskenduvate kutseõppeprogrammide loomine, rohelistes sektorites kvalifitseeritud tööjõu edendamine.
• Energiatootmise detsentraliseerimise edendamine, andes kohalikele kogukondadele võimaluse oma energiaressursse hallata ja neist kasu saada.
• Tarbijate kasvav huvi taastuvate energiaallikate vastu, mis võib kaasa tuua roheliste investeeringute ja toodete kasvu.
• Arutelude esilekutsumine maakasutuse ja keskkonnamõjude üle, tulevaste regulatsioonide ja avaliku arvamuse mõjutamine suuremahuliste energiaprojektide kohta.
• Keskkonnaaktivistide võimalikud protestid vanade kaevanduste ümberehitamise vastu, mis on ajendatud murest vee saastumise ja loodusliku säilimise pärast.

Küsimused, mida kaaluda

• Milliseid teisi mahajäetud infrastruktuuri vorme saab teie arvates uuesti kasutada pumbaga hüdroakumulatsiooniprojektideks? 
• Kas tulevased kaevandused (igat liiki, sealhulgas kuld, koobalt, liitium jne) kavandatakse tulevast ümberkorraldamist silmas pidades?