Sūknējamā hidroakumulācija: revolucionāras hidroelektrostacijas

• Autors:
• Autors nosaukums

  Quantumrun Foresight
• Jūlijs 11, 2022

Ieskata kopsavilkums

Veco ogļraktuvju pārveide par rūpnieciska mēroga akumulatoriem, izmantojot sūknēšanas hidroakumulatoru (PHS), ir pieaugoša tendence Ķīnā, piedāvājot unikālu risinājumu enerģijas uzglabāšanai un elektroenerģijas ražošanai. Lai gan šī metode sola uzlabot tīkla stabilitāti un atbalstīt atjaunojamos enerģijas avotus, tā saskaras ar tādām problēmām kā skābs ūdens, kas var sabojāt infrastruktūru. Slēgto raktuvju izmantošana enerģijas uzglabāšanai palīdz ne tikai samazināt atkarību no fosilā kurināmā un oglekļa emisijas, bet arī atdzīvina vietējo ekonomiku, radot darbavietas un veicinot ilgtspējīgu enerģētikas praksi.

Sūknētās hidroakumulācijas konteksts

Zinātnieki no Ķīnas Čuncjinas universitātes un Ķīnas investīciju kompānijas Shaanxi Investment Group eksperimentē ar neaizņemtu ogļraktuvju govju izmantošanu (raktuvju daļu, kurā tiek pilnībā vai galvenokārt iegūti minerāli), lai tās darbotos kā rūpnieciska izmēra baterijas. Šīs raktuves var kalpot kā augšējās un pazemes uzglabāšanas tvertnes sūknējamām hidroakumulācijas shēmām un savienotas ar liela mēroga saules un vēja enerģijas projektiem.

Sūknētās hidroakumulācijas (PHS) projekti transportē ūdeni starp diviem rezervuāriem dažādos augstumos, lai uzglabātu un radītu elektroenerģiju. Elektroenerģijas pārpalikums tiek izmantots, lai sūknētu ūdeni uz augšējo rezervuāru zema elektroenerģijas patēriņa periodos, piemēram, naktī vai brīvdienās. Ja ir liels enerģijas pieprasījums, uzkrātais ūdens tiek izlaists caur turbīnām kā tradicionālā hidroelektrostacija, kas plūst lejup no augstākā rezervuāra apakšējā baseinā, radot elektrību. Turbīnu var izmantot arī kā sūkni, lai pārvietotu ūdeni uz augšu.
 
Saskaņā ar universitātes un investīciju korporācijas veikto izmeklēšanu 3,868 slēgtās ogļraktuves Ķīnā tiek apsvērtas par pārsūknēšanas hidroakumulācijas shēmām. Simulācija, izmantojot šo modeli, atklāja, ka noplicinātās ogļraktuvēs uzbūvēta hidroelektrostacija varētu sasniegt 82.8 procentu gada sistēmas efektivitāti. Rezultātā uz kubikmetru varētu saražot 2.82 kilovatus regulētās enerģijas. Galvenā problēma ir zemais pH līmenis šajās raktuvēs, jo skābais ūdens potenciāli var erodēt augu sastāvdaļas un emitēt metālu jonus vai smagos metālus, kas var izraisīt pazemes konstrukciju bojājumus un piesārņot tuvumā esošās ūdenstilpes.

Traucējoša ietekme

Elektroenerģijas operatori arvien vairāk meklē PHS kā dzīvotspējīgu risinājumu elektrotīklu balansēšanai. Šī tehnoloģija kļūst īpaši vērtīga, ja ar tādiem atjaunojamiem avotiem kā vēja un saules enerģija nav pietiekami, lai apmierinātu pieprasījumu. Uzglabājot lieko enerģiju ūdens veidā augstākā augstumā, PHS nodrošina ātru elektroenerģijas ražošanu, kad tas ir nepieciešams, darbojoties kā buferis pret enerģijas trūkumu. Šī iespēja ļauj konsekventāk un uzticamāk izmantot atjaunojamos enerģijas avotus, padarot saules un vēja enerģiju piemērotākus kā primāros elektroenerģijas avotus.

Investīcijas PHS var būt arī ekonomiski izdevīgas, jo īpaši apgabalos ar esošiem dabas rezervuāriem vai neizmantotām raktuvēm. Šo esošo struktūru izmantošana var būt rentablāka nekā rūpniecisko tīklu bateriju liela mēroga iepirkums. Šī pieeja ne tikai palīdz uzkrāt enerģiju, bet arī veicina vides ilgtspējību, mainot vecās rūpnieciskās vietas, piemēram, ogļraktuves, zaļās enerģijas vajadzībām. Rezultātā valdības un enerģētikas uzņēmumi var paplašināt savu elektroenerģijas infrastruktūru ar zemākām finanšu un vides izmaksām, vienlaikus veicinot vietējo enerģijas ražošanu un samazinot oglekļa emisijas.

Turklāt reģioni, kas piedzīvoja ekonomisko lejupslīdi ogļraktuvju slēgšanas dēļ, var atrast jaunas iespējas PHS nozarē. Vietējā darbaspēka esošās zināšanas un zināšanas, kas pārzina raktuvju izkārtojumu un struktūru, kļūst nenovērtējamas šajā pārejā. Šīs pārmaiņas ne tikai rada nodarbinātību, bet arī atbalsta prasmju attīstību zaļās enerģijas tehnoloģijās, veicinot plašāku ekonomikas atdzīvināšanu. 

Sūkņu hidroakumulācijas projektu ietekme

Plašākas sekas, kas saistītas ar slēgto raktuvju un dabisko rezervuāru pārcelšanu uz sūknēšanas hidroakumulatoriem, var ietvert:

• Atjaunojamās enerģijas infrastruktūras izmaksu samazināšana konkrētos reģionos, dodot iespēju lielākai daļai kopienu piekļūt zaļajai enerģijai par pieņemamu cenu.
• Neizmantoto ieguves vietu pārveidošana par ekonomiskiem aktīviem, darba vietu radīšana un oglekļa emisiju samazināšana vietējās teritorijās.
• Uzlabot elektroenerģijas tīklu uzticamību, kas balstās uz atjaunojamo enerģiju, samazinot elektroenerģijas padeves pārtraukumus un traucējumus.
• Veicināt pāreju enerģētikas politikā uz ilgtspējīgāku praksi, ietekmējot valdību uzmanību uz atjaunojamiem enerģijas avotiem.
• Veicināt atkarības no fosilā kurināmā samazināšanos, kā rezultātā samazināsies siltumnīcefekta gāzu emisijas un uzlabojas gaisa kvalitāte.
• Jaunu, uz atjaunojamās enerģijas tehnoloģijām orientētu profesionālās apmācības programmu izveide, kvalificēta darbaspēka veicināšana zaļajās nozarēs.
• Veicināt enerģijas ražošanas decentralizāciju, dodot vietējām kopienām iespēju pārvaldīt savus enerģijas resursus un gūt labumu no tiem.
• Patērētāju intereses palielināšanās par atjaunojamiem enerģijas avotiem, kas potenciāli var izraisīt zaļo investīciju un produktu pieaugumu.
• Izraisot diskusijas par zemes izmantošanu un ietekmi uz vidi, ietekmējot turpmākos noteikumus un sabiedrisko domu par liela mēroga enerģētikas projektiem.
• Potenciālie vides aktīvistu protesti pret veco raktuvju pārveidi, ko izraisa bažas par ūdens piesārņojumu un dabas saglabāšanu.

Jautājumi, kas jāapsver

• Kādus citus pamestus infrastruktūras veidus, jūsuprāt, var izmantot sūknējamo hidroakumulatoru projektos? 
• Vai nākotnes raktuves (visu veidu, ieskaitot zeltu, kobaltu, litiju u.c.) tiks projektētas, paturot prātā to turpmāko mērķi?