Pumpattu vesivarasto: Mullistavat vesivoimalaitokset

• Kirjoittaja:
• tekijän nimi

  Quantumrun Foresight
• Heinäkuu 11, 2022

Havainnon yhteenveto

Vanhojen kivihiilikaivosten muuttaminen teollisen mittakaavan akuiksi pumppuvoimalla (PHS) on Kiinassa nouseva trendi, joka tarjoaa ainutlaatuisen ratkaisun energian varastointiin ja sähköntuotantoon. Vaikka tämä menetelmä lupaakin parantaa verkon vakautta ja tukea uusiutuvia energialähteitä, se kohtaa haasteita, kuten hapan vesi, joka voi vahingoittaa infrastruktuuria. Suljettujen kaivosten uudelleenkäyttö energian varastointiin auttaa vähentämään fossiilisten polttoaineiden riippuvuutta ja hiilidioksidipäästöjä, mutta myös elvyttää paikallista taloutta luomalla työpaikkoja ja edistämällä kestäviä energiakäytäntöjä.

Pumpattu vesivarastokonteksti

Kiinalaisen Chongqingin yliopiston ja kiinalaisen sijoitusyhtiö Shaanxi Investment Groupin tutkijat kokeilevat käyttämättömien hiilikaivoksen siipien (kaivoksen osa, jossa mineraalit on louhittu kokonaan tai pääosin) käyttöä teollisen kokoisina akkuina. Nämä kaivokset voivat toimia ylä- ja maanalaisena varastosäiliönä pumppaavissa vesivarastoissa ja liittää suuriin aurinko- ja tuuliprojekteihin.

Pumppuvesivarasto (PHS) kuljettaa vettä kahden eri korkeudella olevan säiliön välillä sähkön varastoimiseksi ja tuottamiseksi. Ylimääräistä sähköä käytetään pumppaamaan vettä ylempään säiliöön vähäisen sähkönkulutuksen aikoina, kuten yöllä tai viikonloppuisin. Kun energian tarve on suuri, varastoitu vesi vapautuu turbiinien kautta perinteiseen vesivoimalaitokseen, joka virtaa alamäkeen korkeammasta säiliöstä alempaan altaaseen tuottaen sähköä. Turbiinia voidaan käyttää myös pumppuna, joka siirtää vettä ylöspäin.
 
Yliopiston ja sijoitusyhtiön selvityksen mukaan Kiinassa 3,868 82.8 suljetun hiilikaivoksen uudelleenkäyttöä harkitaan pumppuvoimavarastoina. Tätä mallia käyttävä simulaatio paljasti, että tyhjennetylle hiilikaivokselle rakennettu pumppuvesivoimala voisi saavuttaa 2.82 prosentin vuotuisen järjestelmän tehokkuuden. Tämän seurauksena säädeltyä energiaa voitiin tuottaa XNUMX kilowattia kuutiometriä kohden. Ensisijainen haaste on näiden kaivosten alhainen pH-taso, jossa hapan vesi saattaa syövyttää kasvikomponentteja ja päästää metalli-ioneja tai raskasmetalleja, jotka voivat vahingoittaa maanalaisia ​​rakenteita ja saastuttaa lähellä olevia vesistöjä.

Häiritsevä vaikutus

Sähköoperaattorit etsivät yhä enemmän PHS:ää kannattavana ratkaisuna sähköverkkojen tasapainottamiseen. Tämä tekniikka tulee erityisen arvokkaaksi, kun uusiutuvat energialähteet, kuten tuuli- ja aurinkovoima, eivät riitä vastaamaan kysyntään. Varastoimalla ylimääräisen energian veden muodossa korkeammalle, PHS mahdollistaa nopean sähköntuotannon tarvittaessa ja toimii puskurina energiapulaa vastaan. Tämä ominaisuus mahdollistaa uusiutuvien energialähteiden johdonmukaisemman ja luotettavamman käytön, mikä tekee aurinko- ja tuulivoimasta käyttökelpoisemman primäärisähkön lähteenä.

PHS-investoinnit voivat olla myös taloudellisesti edullisia, erityisesti alueilla, joilla on olemassa olevia luonnonvaraoja tai käytöstä poistettuja kaivoksia. Näiden olemassa olevien rakenteiden hyödyntäminen voi olla kustannustehokkaampaa kuin teollisuusverkkoakkujen laajamittainen hankinta. Tämä lähestymistapa ei ainoastaan ​​auta energian varastoinnissa, vaan myös edistää ympäristön kestävyyttä ottamalla vanhat teollisuusalueet, kuten hiilikaivokset, uudelleen käyttöön vihreän energian tarkoituksiin. Tämän seurauksena hallitukset ja energiayhtiöt voivat laajentaa sähköinfrastruktuuriaan pienemmillä taloudellisilla ja ympäristökustannuksilla, samalla kun ne lisäävät paikallista energiantuotantoa ja vähentävät hiilidioksidipäästöjä.

Lisäksi alueet, jotka kokivat talouden taantuman hiilikaivosten sulkemisen vuoksi, voivat löytää uusia mahdollisuuksia PHS-alalta. Paikallisen työvoiman olemassa oleva tietämys ja asiantuntemus, joka tuntee kaivoksen ulkoasun ja rakenteen, on korvaamaton tässä siirtymässä. Tämä muutos ei ainoastaan ​​luo työpaikkoja, vaan tukee myös taitojen kehittämistä vihreiden energiateknologioiden alalla, mikä edistää laajempaa talouden elvyttämistä. 

Pumppuvesivarastojen vaikutukset

Laajemmat vaikutukset suljettujen kaivosten ja luonnonvarastojen uudelleenkäyttöön pumppuvesivarastoihin voivat sisältää:

• Uusiutuvan energian infrastruktuurin kustannusten alentaminen tietyillä alueilla, jolloin useammat yhteisöt voivat saada kohtuuhintaista vihreää sähköä.
• Käyttämättömien kaivosalueiden muuttaminen taloudellisiksi hyödykkeiksi, työpaikkojen luominen ja hiilidioksidipäästöjen vähentäminen paikallisilla alueilla.
• Parannetaan uusiutuvaan energiaan perustuvien sähköverkkojen luotettavuutta, minimoidaan sähkökatkot ja häiriöt.
• Kannustetaan siirtymään energiapolitiikassa kohti kestävämpiä käytäntöjä, vaikuttaen hallituksen keskittymiseen uusiutuviin energialähteisiin.
• Helpottaa riippuvuuden vähentämistä fossiilisista polttoaineista, mikä vähentää kasvihuonekaasupäästöjä ja parantaa ilmanlaatua.
• Luodaan uusia ammatillisia koulutusohjelmia, jotka keskittyvät uusiutuvan energian teknologioihin ja edistävät ammattitaitoista työvoimaa vihreillä sektoreilla.
• Edistetään energiantuotannon hajauttamista ja annetaan paikallisyhteisöille mahdollisuus hallita energiavarojaan ja hyötyä niistä.
• Kuluttajien kasvava kiinnostus uusiutuvia energialähteitä kohtaan, mikä saattaa johtaa vihreiden investointien ja tuotteiden lisääntymiseen.
• Herättää keskustelua maankäytöstä ja ympäristövaikutuksista, vaikuttaa tulevaisuuden säädöksiin ja yleiseen mielipiteeseen suurissa energiahankkeissa.
• Ympäristöaktivistien mahdolliset protestit vanhojen kaivosten muuntamista vastaan, koska huolenaihe veden saastumisesta ja luonnon säilyttämisestä.

Pohdittavia kysymyksiä

• Mitä muita hylättyjä infrastruktuurimuotoja voidaan mielestäsi käyttää uudelleen pumppaaviin vesivarastoihin? 
• Suunnitellaanko tulevat kaivokset (kaikenlaiset, mukaan lukien kulta, koboltti, litium jne.) tulevaisuuden uudelleenkäyttöä ajatellen?