Dæld vatnsgeymsla: Byltingarkennd vatnsaflsvirkjanir

• Höfundur:
• Höfundur nafn

  Quantumrun Foresight
• Júlí 11, 2022

Innsýn samantekt

Að breyta gömlum kolanámum í rafhlöður á iðnaðarmælikvarða með því að nota pumped hydro storage (PHS) er vaxandi stefna í Kína, sem býður upp á einstaka lausn fyrir orkugeymslu og raforkuframleiðslu. Þessi aðferð, sem lofar góðu til að auka stöðugleika netsins og styðja við endurnýjanlega orkugjafa, stendur frammi fyrir áskorunum eins og súrt vatn sem getur skemmt innviðina. Endurnýting lokaðra náma fyrir orkugeymslu hjálpar ekki aðeins við að draga úr fíkn jarðefnaeldsneytis og kolefnislosun heldur lífgar einnig staðbundin hagkerfi með því að skapa störf og hvetja til sjálfbærrar orkuaðferðir.

Dælt vatnsgeymslusamhengi

Vísindamenn við Chongqing háskólann í Kína og kínverska fjárfestingarfyrirtækið Shaanxi Investment Group eru að gera tilraunir með að nota óuppteknar kolanámuhellur (þann hluta námu þar sem steinefni hafa verið unnin að öllu leyti eða að mestu leyti) til að virka sem rafhlöður í iðnaðarstærð. Þessar námur geta þjónað sem efri og neðanjarðar geymslutankar fyrir dælt vatnsgeymslukerfi og tengst stórum sólar- og vindframkvæmdum.

Pumped hydro storage (PHS) verkefni flytja vatn á milli tveggja uppistöðulóna í mismunandi hæð til að geyma og búa til rafmagn. Umframrafmagn er nýtt til að dæla vatni í efra lón á tímum lítillar raforkunotkunar, svo sem á nóttunni eða um helgar. Þegar það er mikil orkuþörf er geymt vatn losað um hverfla eins og hefðbundið vatnsaflsverksmiðja, sem rennur niður á við úr hærra lóninu í neðri laugina og framleiðir rafmagn. Túrbínan er einnig hægt að nota sem dælu til að flytja vatn upp á við.
 
Samkvæmt rannsókn háskólans og fjárfestingarfélagsins eru 3,868 lokaðar kolanámur í Kína til skoðunar til að endurnýta sem dælt vatnsgeymslukerfi. Eftirlíking með þessu líkani leiddi í ljós að dælt vatnsaflsverksmiðja byggð í tæmdri kolanámu gæti náð 82.8 prósenta árlegri kerfisnýtingu. Þar af leiðandi væri hægt að framleiða 2.82 kílóvött af skipulegri orku á hvern rúmmetra. Aðaláskorunin er lágt pH-gildi í þessum námum, þar sem súrt vatn getur veðrað íhluti plantna og gefur frá sér málmjónir eða þungmálma sem geta valdið skemmdum á neðanjarðar mannvirkjum og mengað nærliggjandi vatnshlot.

Truflandi áhrif

Raforkufyrirtæki horfa í auknum mæli til PHS sem raunhæfrar lausnar til að jafna raforkunet. Þessi tækni verður sérstaklega verðmæt þegar endurnýjanlegar orkulindir eins og vindur og sólarorka duga ekki til að mæta eftirspurn. Með því að geyma umframorku í formi vatns í hærri hæð gerir PHS kleift að framleiða hraða raforku þegar þörf krefur og virkar sem stuðpúði gegn orkuskorti. Þessi hæfileiki gerir kleift að nota stöðugri og áreiðanlegri notkun endurnýjanlegra orkugjafa, sem gerir sólar- og vindorku framkvæmanlegri sem frumraforkugjafa.

Fjárfestingar í PHS geta einnig verið efnahagslega hagstæðar, sérstaklega á svæðum með núverandi náttúrulón eða ónýtar námur. Það getur verið hagkvæmara að nýta þessi núverandi mannvirki en stór innkaup á rafhlöðum fyrir iðnaðarnet. Þessi nálgun hjálpar ekki aðeins við orkugeymslu heldur stuðlar einnig að sjálfbærni í umhverfinu með því að endurnýta gamla iðnaðarsvæði, eins og kolanámur, fyrir græna orku. Fyrir vikið geta stjórnvöld og orkufyrirtæki stækkað raforkuinnviði sína með lægri fjárhags- og umhverfiskostnaði, en jafnframt aukið staðbundna orkuframleiðslu og dregið úr kolefnislosun.

Að auki geta svæði sem urðu fyrir efnahagslegum samdrætti vegna lokunar kolanáma fundið ný tækifæri í PHS-geiranum. Sú þekking og sérfræðiþekking sem fyrir hendi er hjá vinnuaflinu á staðnum, sem þekkir skipulag og uppbyggingu námunnar, verður ómetanlegt í þessum umskiptum. Þessi breyting skapar ekki aðeins atvinnu heldur styður einnig færniþróun í grænni orkutækni, sem stuðlar að víðtækari efnahagslegri endurlífgun. 

Afleiðingar dælt vatnsgeymsluverkefna

Víðtækari afleiðingar þess að endurnýta lokaðar námur og náttúruleg uppistöðulón í dælt vatnsgeymslu geta verið:

• Að lækka innviðakostnað endurnýjanlegrar orku á tilteknum svæðum, sem gerir fleiri samfélögum kleift að fá aðgang að grænni orku á viðráðanlegu verði.
• Umbreyta ónotuðum námustöðum í efnahagslegar eignir, skapa störf og draga úr kolefnislosun í heimabyggð.
• Að auka áreiðanleika raforkuneta sem byggja á endurnýjanlegri orku, lágmarka rafmagnsleysi og truflanir.
• Að hvetja til breytinga á orkustefnu í átt að sjálfbærari starfsháttum, sem hefur áhrif á áherslu stjórnvalda á endurnýjanlega orkugjafa.
• Að auðvelda minnkun á trausti á jarðefnaeldsneyti, sem leiðir til minnkunar á losun gróðurhúsalofttegunda og bættra loftgæða.
• Að búa til nýjar starfsþjálfunaráætlanir sem einbeita sér að endurnýjanlegri orkutækni, hlúa að hæfu vinnuafli í grænum geirum.
• Stuðla að valddreifingu orkuframleiðslu, styrkja sveitarfélög til að stjórna og njóta orkuauðlinda sinna.
• Aukinn áhugi neytenda á endurnýjanlegum orkugjöfum, sem gæti leitt til aukningar í grænum fjárfestingum og vörum.
• Kveikja í umræðum um landnotkun og umhverfisáhrif, hafa áhrif á framtíðarreglur og almenningsálit um stórar orkuframkvæmdir.
• Hugsanleg mótmæli umhverfisverndarsinna gegn því að breyta gömlum námum, knúin áfram af áhyggjum vegna vatnsmengunar og náttúruverndar.

Spurningar sem þarf að íhuga

• Hvaða önnur yfirgefin form innviða telur þú að sé hægt að endurnýta í dælt vatnsgeymsluverkefni? 
• Verða framtíðarnámur (af öllum gerðum, þar á meðal gulli, kóbalti, litíum osfrv.) hannaðar með framtíðarendurnýtingu í huga?