Gepompte hydro-opslag: een revolutie in waterkrachtcentrales

• Auteur:
• auteursnaam

  Quantumrun-prognose
• 11 juli 2022

Samenvatting inzicht

Het transformeren van oude kolenmijnen in batterijen op industriële schaal met behulp van pompwaterkrachtopslag (PHS) is een stijgende trend in China en biedt een unieke oplossing voor energieopslag en elektriciteitsopwekking. Deze methode is weliswaar veelbelovend voor het verbeteren van de stabiliteit van het elektriciteitsnet en het ondersteunen van hernieuwbare energiebronnen, maar wordt geconfronteerd met uitdagingen zoals zuur water dat de infrastructuur kan beschadigen. Het herbestemmen van gesloten mijnen voor energieopslag helpt niet alleen bij het verminderen van de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen en de COXNUMX-uitstoot, maar revitaliseert ook lokale economieën door banen te creëren en duurzame energiepraktijken aan te moedigen.

Gepompte hydro-opslag context

Wetenschappers van de Chinese Chongqing University en de Chinese investeringsmaatschappij Shaanxi Investment Group experimenteren met het gebruik van onbezette kolenmijngoaves (het deel van een mijn waar mineralen geheel of grotendeels zijn gewonnen) om te fungeren als batterijen van industrieel formaat. Deze mijnen kunnen dienen als boven- en ondergrondse opslagtanks voor pompinstallaties voor waterkrachtopslag en kunnen worden aangesloten op grootschalige zonne- en windprojecten.

Projecten met pomphydroopslag (PHS) transporteren water tussen twee reservoirs op verschillende hoogten om elektriciteit op te slaan en op te wekken. Overtollige elektriciteit wordt gebruikt om water naar een hoger gelegen reservoir te pompen tijdens perioden van laag elektriciteitsverbruik, zoals 's nachts of in het weekend. Wanneer er een grote vraag naar energie is, wordt het opgeslagen water via turbines vrijgegeven, zoals bij een traditionele waterkrachtcentrale, en stroomt het bergafwaarts van het hogere reservoir naar het lager gelegen bassin, waardoor elektriciteit wordt opgewekt. De turbine kan ook worden gebruikt als pomp om water naar boven te verplaatsen.
 
Volgens het onderzoek van de universiteit en de investeringsmaatschappij worden 3,868 gesloten kolenmijnen in China overwogen om te worden herbestemd als waterkrachtopslagsysteem. Uit een simulatie met dit model bleek dat een waterkrachtcentrale gebouwd in een uitgeputte kolenmijn een jaarlijks systeemrendement van 82.8 procent zou kunnen bereiken. Als gevolg hiervan zou 2.82 kilowatt aan gereguleerde energie per kubieke meter kunnen worden geproduceerd. De voornaamste uitdaging zijn de lage pH-waarden in deze mijnen, waarbij zuur water mogelijk plantonderdelen erodeert en metaalionen of zware metalen uitstoot die schade aan ondergrondse structuren kunnen veroorzaken en nabijgelegen waterlichamen kunnen vervuilen.

Disruptieve impact

Elektriciteitsexploitanten kijken steeds vaker naar PHS als een haalbare oplossing voor het balanceren van elektriciteitsnetwerken. Deze technologie wordt vooral waardevol wanneer hernieuwbare bronnen zoals wind- en zonne-energie onvoldoende zijn om aan de vraag te voldoen. Door overtollige energie in de vorm van water op grotere hoogte op te slaan, maakt PHS snelle elektriciteitsopwekking mogelijk wanneer dat nodig is, en fungeert het als buffer tegen energietekorten. Deze mogelijkheid maakt een consistenter en betrouwbaarder gebruik van hernieuwbare energiebronnen mogelijk, waardoor zonne- en windenergie haalbaarder worden als primaire elektriciteitsbronnen.

Investeringen in PHS kunnen ook economisch voordelig zijn, vooral in gebieden met bestaande natuurlijke reservoirs of niet meer gebruikte mijnen. Het gebruik van deze bestaande structuren kan kosteneffectiever zijn dan de grootschalige aanschaf van batterijen uit het industriële netwerk. Deze aanpak helpt niet alleen bij de opslag van energie, maar draagt ​​ook bij aan de duurzaamheid van het milieu door oude industriële locaties, zoals kolenmijnen, te herbestemmen voor groene energiedoeleinden. Als gevolg hiervan kunnen overheden en energiebedrijven hun elektriciteitsinfrastructuur uitbreiden met lagere financiële en milieukosten, terwijl ze ook de lokale energieproductie stimuleren en de COXNUMX-uitstoot verminderen.

Bovendien kunnen regio’s die economische teruggang hebben ervaren als gevolg van de sluiting van kolenmijnen nieuwe kansen vinden in de PHS-sector. De bestaande kennis en expertise van de lokale beroepsbevolking, bekend met de lay-out en structuur van de mijn, wordt van onschatbare waarde in deze transitie. Deze verschuiving genereert niet alleen werkgelegenheid, maar ondersteunt ook de ontwikkeling van vaardigheden op het gebied van groene energietechnologieën, wat bijdraagt ​​aan een bredere economische revitalisering. 

Gevolgen van projecten voor gepompte hydro-opslag

Bredere implicaties van het herbestemmen van gesloten mijnen en natuurlijke reservoirs in gepompte waterkrachtcentrales kunnen zijn:

• Het verlagen van de infrastructuurkosten voor hernieuwbare energie in specifieke regio’s, waardoor meer gemeenschappen toegang krijgen tot betaalbare groene stroom.
• Het transformeren van ongebruikte mijnsites in economische activa, het genereren van banen en het verminderen van de COXNUMX-uitstoot in lokale gebieden.
• Verbetering van de betrouwbaarheid van elektriciteitsnetwerken die afhankelijk zijn van hernieuwbare energie, waardoor stroomuitval en verstoringen tot een minimum worden beperkt.
• Het aanmoedigen van een verschuiving in het energiebeleid naar duurzamere praktijken, waardoor de focus van de overheid op hernieuwbare energiebronnen wordt beïnvloed.
• Het faciliteren van een afname van de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen, wat leidt tot een vermindering van de uitstoot van broeikasgassen en een verbeterde luchtkwaliteit.
• Het creëren van nieuwe beroepsopleidingsprogramma's gericht op hernieuwbare energietechnologieën, waardoor geschoolde arbeidskrachten in groene sectoren worden bevorderd.
• Het bevorderen van de decentralisatie van de energieproductie, waardoor lokale gemeenschappen in staat worden gesteld hun energiebronnen te beheren en ervan te profiteren.
• Toenemende belangstelling van consumenten voor hernieuwbare energiebronnen, wat mogelijk kan leiden tot een toename van groene investeringen en producten.
• Het aanwakkeren van debatten over landgebruik en de impact op het milieu, die toekomstige regelgeving en de publieke opinie over grootschalige energieprojecten beïnvloeden.
• Mogelijke protesten van milieuactivisten tegen de verbouwing van oude mijnen, gedreven door zorgen over waterverontreiniging en natuurlijk behoud.

Vragen om te overwegen

• Welke andere verlaten vormen van infrastructuur kunnen volgens u worden hergebruikt in gepompte hydro-opslagprojecten? 
• Zullen toekomstige mijnen (van alle soorten, waaronder goud, kobalt, lithium, enz.) worden ontworpen met het oog op toekomstige herbestemming?