Pumpna hidro akumulacija: Revolucioniranje hidroelektrana

• Autor:
• ime autora

  Quantumrun Foresight
• Srpanj 11, 2022

Sažetak uvida

Transformacija starih rudnika ugljena u baterije industrijskih razmjera korištenjem pumpane hidroelektrane (PHS) rastući je trend u Kini, koji nudi jedinstveno rješenje za skladištenje energije i proizvodnju električne energije. Ova metoda, iako obećava za povećanje stabilnosti mreže i podržavanje obnovljivih izvora 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 emisija ugljičnog dioksida, već i revitalizira lokalna gospodarstva stvaranjem radnih mjesta i poticanjem prakse održive energije.

Kontekst crpne hidroakumulacije

Znanstvenici s kineskog sveučilišta Chongqing i kineske investicijske tvrtke Shaanxi Investment Group eksperimentiraju s korištenjem praznih ostataka rudnika ugljena (dio rudnika u kojem su minerali u potpunosti ili pretežno ekstrahirani) da djeluju kao baterije industrijske veličine. Ovi rudnici mogu poslužiti kao gornji i podzemni spremnici za pumpne hidro skladišne ​​sheme i mogu biti povezani s velikim solarnim i vjetroelektranama.

Projekti crpnih hidroelektrana (PHS) transportiraju vodu između dva rezervoara na različitim nadmorskim visinama radi skladištenja i proizvodnje električne energije. Višak električne energije koristi se za pumpanje vode u gornji spremnik tijekom razdoblja niske potrošnje električne energije, poput noći ili vikendom. Kada postoji velika potražnja za energijom, pohranjena voda se ispušta kroz turbine poput tradicionalne hidroelektrane, teče nizbrdo iz višeg rezervoara u niži bazen, stvarajući električnu energiju. Turbina se također može koristiti kao pumpa za pomicanje vode prema gore.
 
Prema istraživanju sveučilišta i investicijske korporacije, 3,868 zatvorenih rudnika ugljena u Kini razmatra se za prenamjenu u sheme crpnih hidroelektrana. Simulacija koja koristi ovaj model otkrila je da pumpna hidroelektrana izgrađena u iscrpljenom rudniku ugljena može postići godišnju učinkovitost sustava od 82.8 posto. Kao rezultat, moglo bi se proizvesti 2.82 kilovata regulirane energije po kubnom metru. Primarni izazov su niske razine pH u ovim rudnicima, s kiselom vodom koja potencijalno erodira komponente biljaka i emitira metalne ione ili teške metale koji mogu oštetiti podzemne strukture i zagaditi obližnja vodna tijela.

Razorni utjecaj

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

Ulaganja u PHS također mogu biti ekonomski isplativa, posebno u područjima s postojećim prirodnim rezervoarima ili napuštenim rudnicima. Korištenje ovih postojećih struktura može biti isplativije od velike nabave industrijskih mrežnih baterija. Ovaj pristup ne samo da pomaže u skladištenju energije, već također doprinosi održivosti okoliša prenamjenom starih industrijskih lokacija, poput rudnika ugljena, za potrebe zelene energije. Kao rezultat toga, vlade i energetske tvrtke mogu proširiti svoju elektroenergetsku infrastrukturu uz niže financijske troškove i troškove zaštite okoliša, istovremeno pospješujući lokalnu proizvodnju energije i smanjujući emisije ugljika.

Osim toga, regije koje su doživjele gospodarski pad zbog zatvaranja rudnika ugljena mogle bi pronaći nove prilike u PHS sektoru. Postojeće znanje i stručnost lokalne radne snage, upoznate s rasporedom i strukturom rudnika, postaju neprocjenjivi u ovoj tranziciji. Ova promjena ne samo da stvara nova radna mjesta, već također podržava razvoj vještina u tehnologijama zelene energije, pridonoseći široj gospodarskoj revitalizaciji. 

Implikacije projekata pumpnih hidroakumulacija

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

• Snižavanje troškova infrastrukture obnovljive energije u određenim regijama, omogućavanje većem broju zajednica pristupa pristupačnoj zelenoj energiji.
• Pretvaranje neiskorištenih rudarskih mjesta u gospodarsku imovinu, stvaranje radnih mjesta i smanjenje emisije ugljika u lokalnim područjima.
• Povećanje pouzdanosti električnih mreža koje se oslanjaju na obnovljivu energiju, minimizirajući nestanke struje i prekide.
• Poticanje pomaka u energetskim politikama prema održivijim praksama, utječući na fokus vlade na obnovljive izvore energije.
• Olakšavanje smanjenja ovisnosti o fosilnim gorivima, što dovodi do smanjenja emisija stakleničkih plinova i poboljšane kvalitete zraka.
• Stvaranje novih programa strukovnog osposobljavanja usmjerenih na tehnologije obnovljivih izvora energije, poticanje kvalificirane radne snage u zelenim sektorima.
• Promicanje decentralizacije proizvodnje energije, osnaživanje lokalnih zajednica da upravljaju i iskoriste svoje energetske resurse.
• Sve veći interes potrošača za obnovljive izvore energije, što potencijalno dovodi do porasta zelenih ulaganja i proizvoda.
• Poticanje rasprava o korištenju zemljišta i utjecaju na okoliš, utjecaj na buduće propise i javno mnijenje o velikim energetskim projektima.
• Potencijalni prosvjedi ekoloških aktivista protiv prenamjene starih rudnika, potaknuti zabrinutošću zbog onečišćenja vode i očuvanja prirode.

Pitanja za razmatranje

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