Stoccaggio idro pompato: rivoluzionare le centrali idroelettriche

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  Preveggenza quantistica
• Luglio 11, 2022

Riepilogo approfondimenti

Trasformare le vecchie miniere di carbone in batterie su scala industriale utilizzando lo stoccaggio idroelettrico con pompaggio (PHS) è una tendenza in crescita in Cina, offrendo una soluzione unica per lo stoccaggio di energia e la generazione di elettricità. Questo metodo, pur promettendo di migliorare la stabilità della rete e supportare le fonti di energia rinnovabile, deve affrontare sfide come l’acqua acida che può danneggiare l’infrastruttura. La riconversione delle miniere chiuse allo stoccaggio di energia non solo aiuta a ridurre la dipendenza dai combustibili fossili e le emissioni di carbonio, ma rivitalizza anche le economie locali creando posti di lavoro e incoraggiando pratiche energetiche sostenibili.

Contesto di stoccaggio idro pompato

Gli scienziati dell'Università cinese di Chongqing e la società di investimento cinese Shaanxi Investment Group stanno sperimentando l'utilizzo di goaves di miniere di carbone non occupate (la parte di una miniera in cui i minerali sono stati estratti interamente o prevalentemente) per fungere da batterie di dimensioni industriali. Queste miniere possono fungere da serbatoi di stoccaggio superiori e sotterranei per schemi di stoccaggio idroelettrico con pompaggio ed essere collegate a progetti solari ed eolici su larga scala.

I progetti di stoccaggio idroelettrico con pompaggio (PHS) trasportano l'acqua tra due serbatoi a diverse altitudini per immagazzinare e creare elettricità. L'elettricità in eccesso viene utilizzata per pompare l'acqua in un serbatoio superiore durante i periodi di basso consumo di elettricità, come di notte o nei fine settimana. Quando c'è un'elevata domanda di energia, l'acqua immagazzinata viene rilasciata attraverso turbine come una centrale idroelettrica tradizionale, scorrendo a valle dal serbatoio più alto nella piscina inferiore, generando elettricità. La turbina può essere utilizzata anche come pompa per spostare l'acqua verso l'alto.
 
Secondo l'indagine dell'università e della società di investimento, 3,868 miniere di carbone chiuse in Cina sono allo studio per essere riconvertite in sistemi di stoccaggio idroelettrico mediante pompaggio. Una simulazione utilizzando questo modello ha rivelato che un impianto idroelettrico di pompaggio costruito in una miniera di carbone esaurita potrebbe raggiungere un’efficienza annua del sistema dell’82.8%. In questo modo si potrebbero produrre 2.82 kilowatt di energia regolata per metro cubo. La sfida principale sono i bassi livelli di pH in queste miniere, con l’acqua acida che potenzialmente erode i componenti della pianta ed emette ioni metallici o metalli pesanti che possono causare danni alle strutture sotterranee e inquinare i corpi idrici vicini.

Impatto dirompente

Gli operatori elettrici guardano sempre più ai PHS come una soluzione praticabile per il bilanciamento delle reti elettriche. Questa tecnologia diventa particolarmente preziosa quando le fonti rinnovabili come l’energia eolica e solare sono insufficienti a soddisfare la domanda. Immagazzinando l’energia in eccesso sotto forma di acqua a un’altitudine più elevata, il PHS consente una rapida generazione di elettricità quando necessario, fungendo da cuscinetto contro le carenze energetiche. Questa capacità consente un uso più coerente e affidabile delle fonti di energia rinnovabile, rendendo l’energia solare ed eolica più fattibili come fonti primarie di elettricità.

Gli investimenti nei SPF possono essere anche economicamente vantaggiosi, soprattutto nelle aree con bacini naturali esistenti o miniere dismesse. L’utilizzo di queste strutture esistenti può essere più conveniente rispetto all’acquisto su larga scala di batterie per la rete industriale. Questo approccio non solo aiuta nello stoccaggio dell’energia, ma contribuisce anche alla sostenibilità ambientale riconvertendo vecchi siti industriali, come le miniere di carbone, per scopi di energia verde. Di conseguenza, i governi e le società energetiche possono espandere le proprie infrastrutture elettriche con costi finanziari e ambientali inferiori, aumentando al tempo stesso la produzione locale di energia e riducendo le emissioni di carbonio.

Inoltre, le regioni che hanno subito un declino economico a causa della chiusura delle miniere di carbone potrebbero trovare nuove opportunità nel settore SPF. Le conoscenze e le competenze esistenti della forza lavoro locale, che ha familiarità con il layout e la struttura della miniera, diventano preziose in questa transizione. Questo cambiamento non solo genera occupazione, ma sostiene anche lo sviluppo di competenze nelle tecnologie energetiche verdi, contribuendo a una più ampia rivitalizzazione economica. 

Implicazioni dei progetti di accumulo di idropompaggio

Le implicazioni più ampie del riutilizzo delle miniere chiuse e dei bacini naturali in impianti di stoccaggio idroelettrico mediante pompaggio possono includere:

• Ridurre i costi delle infrastrutture per l’energia rinnovabile in regioni specifiche, consentendo a più comunità di accedere a energia verde a prezzi accessibili.
• Trasformare i siti minerari inutilizzati in risorse economiche, generando posti di lavoro e riducendo le emissioni di carbonio nelle aree locali.
• Migliorare l’affidabilità delle reti elettriche basate sulle energie rinnovabili, riducendo al minimo le interruzioni e le interruzioni di corrente.
• Incoraggiare uno spostamento delle politiche energetiche verso pratiche più sostenibili, influenzando l’attenzione del governo sulle fonti energetiche rinnovabili.
• Facilitare la diminuzione della dipendenza dai combustibili fossili, con conseguente riduzione delle emissioni di gas serra e miglioramento della qualità dell’aria.
• Creare nuovi programmi di formazione professionale incentrati sulle tecnologie delle energie rinnovabili, promuovendo una forza lavoro qualificata nei settori verdi.
• Promuovere la decentralizzazione della produzione energetica, consentendo alle comunità locali di gestire e trarre vantaggio dalle proprie risorse energetiche.
• Il crescente interesse dei consumatori per le fonti energetiche rinnovabili, potrebbe portare ad un aumento degli investimenti e dei prodotti verdi.
• Accendere dibattiti sull’uso del territorio e sull’impatto ambientale, influenzando le future normative e l’opinione pubblica sui progetti energetici su larga scala.
• Potenziali proteste da parte di attivisti ambientali contro la riconversione delle vecchie miniere, spinte da preoccupazioni per la contaminazione dell'acqua e la preservazione della natura.

Domande da considerare

• Quali altre forme abbandonate di infrastruttura ritieni possano essere riutilizzate in progetti di stoccaggio idroelettrico? 
• Le miniere future (di tutti i tipi, incluso oro, cobalto, litio, ecc.) saranno progettate pensando a un futuro riutilizzo?