揚水発電所: 水力発電所に革命を起こす

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  クォンタムラン・フォーサイト
• ２０２２年７月１１日

洞察の要約

揚水発電（PHS）を利用して古い炭鉱を産業規模のバッテリーに変えることは、中国で増加傾向にあり、エネルギー貯蔵と発電のためのユニークなソリューションを提供します。この方法は、送電網の安定性を高め、再生可能エネルギー源をサポートすることが期待されていますが、インフラに損傷を与える可能性のある酸性水などの課題に直面しています。閉鎖された鉱山をエネルギー貯蔵用に再利用することは、化石燃料への依存と炭素排出量の削減に役立つだけでなく、雇用を創出し、持続可能なエネルギーの実践を奨励することで地域経済を活性化します。

揚水式水力発電の状況

中国の重慶大学と中国の投資会社 Shaanxi Investment Group の科学者たちは、空いている炭鉱のゴーブ (鉱物が完全に、または大部分が抽出された鉱山の一部) を産業用サイズのバッテリーとして使用する実験を行っています。 これらの鉱山は、揚水式水力貯蔵スキームの上部および地下貯蔵タンクとして機能し、大規模な太陽光および風力プロジェクトに接続できます。

揚水発電 (PHS) プロジェクトは、異なる高度にある 2 つの貯水池間で水を輸送し、電力を蓄えて発電します。余剰電力は、夜間や週末など電力消費が少ない時間帯に上部の貯水池に水を汲み上げるために利用されます。エネルギー需要が高くなると、蓄えられた水が従来の水力発電所と同様にタービンを通って放出され、上部の貯水池から下部のプールに下り坂で流れ、発電します。タービンは水を上方に移動させるポンプとしても使用できます。
 
同大学と投資法人の調査によると、中国国内で閉鎖された炭鉱3,868カ所が揚水発電施設としての再利用が検討されている。このモデルを使用したシミュレーションにより、枯渇した炭鉱に建設された揚水発電所は年間システム効率 82.8% を達成できることが明らかになりました。その結果、2.82立方メートルあたりXNUMXキロワットの規制されたエネルギーを生成することができました。主な課題は、これらの鉱山の pH レベルが低いことであり、酸性水が植物の成分を侵食し、地下構造物に損傷を与えたり、近くの水域を汚染したりする可能性のある金属イオンや重金属を放出する可能性があります。

破壊的な影響

電力事業者は、電力網のバランスをとるための実行可能なソリューションとしてPHSにますます注目しています。この技術は、風力や太陽光などの再生可能エネルギーが需要を満たすのに不十分な場合に特に価値があります。 PHS は、余剰エネルギーを水の形で高所に貯蔵することで、必要なときに迅速に発電することができ、エネルギー不足に対する緩衝材として機能します。この機能により、再生可能エネルギー源のより安定した信頼性の高い使用が可能になり、太陽光発電と風力発電が主な電源としてより実現可能になります。

PHS への投資は、特に既存の自然貯留層や使われなくなった鉱山がある地域では、経済的にも有利になる可能性があります。これらの既存の構造を利用すると、産業用グリッドバッテリーを大規模に調達するよりもコスト効率が高くなります。このアプローチはエネルギー貯蔵に役立つだけでなく、炭鉱などの古い工業用地をグリーン エネルギー目的に再利用することで環境の持続可能性にも貢献します。その結果、政府やエネルギー会社は、より低い財務コストと環境コストで電力インフラを拡張できると同時に、地域のエネルギー生産を促進し、炭素排出量を削減できます。

さらに、炭鉱の閉山により経済が衰退した地域では、PHS分野に新たなチャンスが見つかる可能性がある。鉱山のレイアウトと構造に精通した地元の労働力の既存の知識と専門知識は、この移行において非常に貴重になります。この変化は雇用を生み出すだけでなく、グリーンエネルギー技術のスキル開発をサポートし、より広範な経済活性化に貢献します。 

揚水発電プロジェクトの意味

閉鎖された鉱山や天然の貯水池を揚水式水力発電所に再利用することの広範な影響には、以下が含まれる可能性があります。

• 特定の地域における再生可能エネルギーのインフラコストを削減し、より多くのコミュニティが手頃な価格のグリーン電力にアクセスできるようにします。
• 未使用の採掘場を経済資産に変え、雇用を創出し、地域での炭素排出量を削減します。
• 再生可能エネルギーに依存した電力網の信頼性を強化し、停電や中断を最小限に抑えます。
• より持続可能な実践へのエネルギー政策の転換を奨励し、再生可能エネルギー源に対する政府の重点に影響を与える。
• 化石燃料への依存の低減を促進し、温室効果ガス排出量の削減と大気の質の改善につながります。
• 再生可能エネルギー技術に焦点を当てた新しい職業訓練プログラムを創設し、グリーンセクターにおける熟練労働力を育成します。
• エネルギー生産の分散化を促進し、地域コミュニティがエネルギー資源を管理し、その恩恵を受けることができるようにします。
• 再生可能エネルギー源に対する消費者の関心が高まり、グリーン投資やグリーン製品の増加につながる可能性があります。
• 土地利用と環境への影響に関する議論を引き起こし、大規模なエネルギープロジェクトに関する将来の規制や世論に影響を与える。
• 水質汚染と自然保護への懸念から、古い鉱山の転用に対する環境活動家による抗議活動の可能性。

考慮すべき質問

• 揚水式水力発電プロジェクトに再利用できると思われる、放棄された他のインフラストラクチャの形態は何ですか? 
• 将来の鉱山 (金、コバルト、リチウムなどを含むあらゆる種類の鉱山) は、将来の転用を念頭に置いて設計されますか?