Pumpet vannlagring: Revolusjonerende vannkraftverk

• Forfatter:
• forfatternavn

  Quantumrun Foresight
• Juli 11, 2022

Oppsummering av innsikt

Å transformere gamle kullgruver til batterier i industriskala ved hjelp av pumped hydro storage (PHS) er en stigende trend i Kina, og tilbyr en unik løsning for energilagring og elektrisitetsproduksjon. Selv om denne metoden lover å forbedre nettstabiliteten og støtte fornybare energikilder, står den overfor utfordringer som surt vann som kan skade infrastrukturen. Ombruken av lukkede gruver for energilagring hjelper ikke bare med å redusere avhengighet av fossilt brensel og karbonutslipp, men revitaliserer også lokale økonomier ved å skape arbeidsplasser og oppmuntre til bærekraftig energipraksis.

Pumpet hydrolagringskontekst

Forskere ved Kinas Chongqing-universitet og det kinesiske investeringsselskapet Shaanxi Investment Group eksperimenterer med å bruke ubesatte kullgruve (den delen av en gruve hvor mineraler har blitt utvunnet helt eller overveiende) for å fungere som batterier i industriell størrelse. Disse gruvene kan tjene som øvre og underjordiske lagringstanker for pumpede hydrolagringssystemer og kobles til storskala sol- og vindprosjekter.

Pumped hydro storage-prosjekter (PHS) transporterer vann mellom to reservoarer i forskjellige høyder for å lagre og lage elektrisitet. Overskuddselektrisitet brukes til å pumpe vann til et øvre magasin i perioder med lavt strømforbruk, som om natten eller i helgene. Når det er et høyt energibehov, frigjøres det lagrede vannet gjennom turbiner som et tradisjonelt vannkraftverk, som strømmer nedoverbakke fra det høyere reservoaret til det nedre bassenget og genererer elektrisitet. Turbinen kan også brukes som en pumpe for å flytte vann oppover.
 
I følge universitetets og investeringsselskapets undersøkelse vurderes 3,868 stengte kullgruver i Kina for å bli gjenbrukt som pumpede hydrolagringsordninger. En simulering med denne modellen viste at et pumpekraftverk bygget i en utarmet kullgruve kunne oppnå en årlig systemeffektivitet på 82.8 prosent. Som et resultat kunne 2.82 kilowatt regulert energi per kubikkmeter produseres. Den primære utfordringen er de lave pH-nivåene i disse gruvene, med surt vann som potensielt eroderer plantekomponenter og avgir metallioner eller tungmetaller som kan forårsake skade på underjordiske strukturer og forurense nærliggende vannforekomster.

Forstyrrende innvirkning

Elektrisitetsoperatører ser i økende grad til PHS som en levedyktig løsning for balansering av strømnett. Denne teknologien blir spesielt verdifull når fornybare kilder som vind- og solkraft er utilstrekkelige til å møte etterspørselen. Ved å lagre overflødig energi i form av vann i en høyere høyde, tillater PHS rask elektrisitetsproduksjon ved behov, og fungerer som en buffer mot energimangel. Denne evnen muliggjør en mer konsekvent og pålitelig bruk av fornybare energikilder, noe som gjør sol- og vindkraft mer gjennomførbare som primære elektrisitetskilder.

Investeringer i PHS kan også være økonomisk fordelaktige, spesielt i områder med eksisterende naturlige reservoarer eller nedlagte gruver. Å utnytte disse eksisterende strukturene kan være mer kostnadseffektivt enn storskala anskaffelse av industrielle nettbatterier. Denne tilnærmingen hjelper ikke bare med energilagring, men bidrar også til miljømessig bærekraft ved å ombruke gamle industriområder, som kullgruver, til grønne energiformål. Som et resultat kan myndigheter og energiselskaper utvide sin elektrisitetsinfrastruktur med lavere økonomiske og miljømessige kostnader, samtidig som de øker lokal energiproduksjon og reduserer karbonutslipp.

I tillegg kan regioner som opplevde økonomisk tilbakegang på grunn av nedleggelse av kullgruver finne nye muligheter i PHS-sektoren. Den eksisterende kunnskapen og ekspertisen til den lokale arbeidsstyrken, kjent med gruvens utforming og struktur, blir uvurderlig i denne overgangen. Dette skiftet genererer ikke bare sysselsetting, men støtter også kompetanseutvikling innen grønne energiteknologier, og bidrar til en bredere økonomisk revitalisering. 

Implikasjoner av pumpede vannlagringsprosjekter

Større implikasjoner av å gjenbruke lukkede gruver og naturlige reservoarer til pumpet hydrolagring kan omfatte:

• Redusere infrastrukturkostnadene for fornybar energi i spesifikke regioner, noe som gir flere lokalsamfunn tilgang til rimelig grønn kraft.
• Forvandle ubrukte gruveplasser til økonomiske eiendeler, generere arbeidsplasser og redusere karbonutslipp i lokale områder.
• Forbedre påliteligheten til strømnett som er avhengige av fornybar energi, og minimere strømbrudd og forstyrrelser.
• Oppmuntre til et skifte i energipolitikken mot mer bærekraftig praksis, og påvirke myndighetenes fokus på fornybare energikilder.
• Tilrettelegge for en nedgang i avhengigheten av fossilt brensel, noe som fører til reduksjon i klimagassutslipp og forbedret luftkvalitet.
• Opprette nye yrkesopplæringsprogrammer fokusert på fornybare energiteknologier, fremme en dyktig arbeidsstyrke i grønne sektorer.
• Fremme desentralisering av energiproduksjon, gi lokalsamfunn mulighet til å forvalte og dra nytte av sine energiressurser.
• Økende forbrukernes interesse for fornybare energikilder, som potensielt kan føre til en økning i grønne investeringer og produkter.
• Utløser debatter om arealbruk og miljøpåvirkning, og påvirker fremtidige reguleringer og opinionen om store energiprosjekter.
• Potensielle protester fra miljøaktivister mot å konvertere gamle gruver, drevet av bekymringer over vannforurensning og naturlig bevaring.

Spørsmål å vurdere

• Hvilke andre forlatte former for infrastruktur tror du kan omdannes til pumpede hydrolagringsprosjekter? 
• Vil fremtidige gruver (av alle slag, inkludert gull, kobolt, litium, etc.) bli utformet med tanke på fremtidig gjenbruk?