Črpalne hidroelektrarne: Revolucionarne hidroelektrarne

• Avtor:
• ime avtorja

  Quantumrun Foresight
• Julij 11, 2022

Povzetek vpogleda

Preoblikovanje starih rudnikov premoga v baterije industrijskega obsega z uporabo črpanih hidroelektrarn (PHS) je naraščajoči trend na Kitajskem, ki ponuja edinstveno rešitev za shranjevanje energije in proizvodnjo električne energije. Čeprav ta metoda obeta za izboljšanje stabilnosti omrežja in podporo obnovljivim virom energije, se sooča z izzivi, kot je kisla voda, ki lahko poškoduje infrastrukturo. Preureditev zaprtih rudnikov za shranjevanje energije ne pomaga le pri zmanjševanju odvisnosti od fosilnih goriv in emisij ogljika, ampak tudi oživlja lokalna gospodarstva z ustvarjanjem delovnih mest in spodbujanjem trajnostnih energetskih praks.

Kontekst črpalne hidroelektrarne

Znanstveniki na kitajski univerzi Chongqing in kitajsko investicijsko podjetje Shaanxi Investment Group eksperimentirajo z uporabo praznih rudnikov premoga (del rudnika, kjer so bili minerali v celoti ali pretežno pridobljeni), da delujejo kot industrijske baterije. Ti rudniki lahko služijo kot zgornji in podzemni skladiščni rezervoarji za sisteme črpanja hidroakumulacije in so povezani z obsežnimi sončnimi in vetrnimi projekti.

Projekti črpalnih hidroelektrarn (PHS) prenašajo vodo med dvema rezervoarjema na različnih nadmorskih višinah za shranjevanje in ustvarjanje električne energije. Presežek električne energije se uporabi za črpanje vode v zgornji rezervoar v obdobjih nizke porabe električne energije, na primer ponoči ali ob vikendih. Ko je povpraševanje po energiji veliko, se shranjena voda sprosti skozi turbine kot tradicionalne hidroelektrarne, ki tečejo navzdol iz višjega rezervoarja v nižji bazen, pri čemer se proizvaja elektrika. Turbina se lahko uporablja tudi kot črpalka za premikanje vode navzgor.
 
Glede na raziskavo univerze in investicijske družbe je 3,868 zaprtih rudnikov premoga na Kitajskem v obravnavi za preureditev v sheme črpalnih hidroelektrarn. Simulacija s tem modelom je pokazala, da bi lahko črpalna hidroelektrarna, zgrajena v izčrpanem premogovniku, dosegla letno učinkovitost sistema 82.8 odstotka. Tako bi lahko proizvedli 2.82 kilovata regulirane energije na kubični meter. Glavni izziv so nizke ravni pH v teh rudnikih, saj kisla voda potencialno erodira komponente rastlin in oddaja kovinske ione ali težke kovine, ki lahko povzročijo škodo na podzemnih strukturah in onesnažijo bližnja vodna telesa.

Moteč vpliv

Elektrooperaterji vse bolj gledajo na PHS kot na izvedljivo rešitev za uravnoteženje električnih omrežij. Ta tehnologija postane še posebej dragocena, ko obnovljivi viri, kot sta vetrna in sončna energija, ne zadoščajo za zadostitev povpraševanja. S shranjevanjem odvečne energije v obliki vode na višji nadmorski višini PHS omogoča hitro proizvodnjo električne energije, ko je to potrebno, in deluje kot varovalka pred pomanjkanjem energije. Ta zmogljivost omogoča doslednejšo in zanesljivejšo uporabo obnovljivih virov energije, zaradi česar sta sončna in vetrna energija bolj izvedljivi kot primarni viri električne energije.

Naložbe v PHS so lahko tudi ekonomsko ugodne, zlasti na območjih z obstoječimi naravnimi rezervoarji ali opuščenimi rudniki. Uporaba teh obstoječih struktur je lahko stroškovno učinkovitejša od obsežne nabave industrijskih omrežnih baterij. Ta pristop ne pomaga samo pri shranjevanju energije, ampak tudi prispeva k okoljski trajnosti s preureditvijo starih industrijskih območij, kot so premogovniki, za namene zelene energije. Posledično lahko vlade in energetska podjetja razširijo svojo električno infrastrukturo z nižjimi finančnimi in okoljskimi stroški, hkrati pa povečajo lokalno proizvodnjo energije in zmanjšajo emisije ogljika.

Poleg tega lahko regije, ki so doživele gospodarski upad zaradi zaprtja premogovnikov, najdejo nove priložnosti v sektorju PHS. Obstoječe znanje in izkušnje lokalne delovne sile, ki poznajo postavitev in strukturo rudnika, postanejo v tem prehodu neprecenljive vrednosti. Ta premik ne samo ustvarja delovna mesta, ampak tudi podpira razvoj spretnosti v tehnologijah zelene energije, kar prispeva k širši gospodarski oživitvi. 

Posledice projektov črpalnih hidroelektrarn

Širše posledice preoblikovanja zaprtih rudnikov in naravnih rezervoarjev v črpalne hidroelektrarne lahko vključujejo:

• Znižanje stroškov infrastrukture za obnovljivo energijo v določenih regijah, kar več skupnostim omogoča dostop do cenovno dostopne zelene energije.
• Preoblikovanje neizkoriščenih rudarskih območij v gospodarska sredstva, ustvarjanje delovnih mest in zmanjšanje emisij ogljika na lokalnih območjih.
• Povečanje zanesljivosti električnih omrežij, ki temeljijo na obnovljivih virih energije, z zmanjšanjem izpadov električne energije in motenj.
• Spodbujanje premika energetskih politik k bolj trajnostnim praksam, vplivanje na osredotočenost vlade na obnovljive vire energije.
• Spodbujanje zmanjšanja odvisnosti od fosilnih goriv, ​​kar vodi do zmanjšanja emisij toplogrednih plinov in izboljšanja kakovosti zraka.
• Ustvarjanje novih programov poklicnega usposabljanja, osredotočenih na tehnologije obnovljivih virov energije, ki spodbujajo kvalificirano delovno silo v zelenih sektorjih.
• Spodbujanje decentralizacije proizvodnje energije, opolnomočenje lokalnih skupnosti za upravljanje in izkoriščanje njihovih energetskih virov.
• Vse večje zanimanje potrošnikov za obnovljive vire energije, kar lahko vodi do povečanja zelenih naložb in izdelkov.
• Sprožiti razprave o rabi zemlje in vplivu na okolje, vplivati ​​na prihodnje predpise in javno mnenje o obsežnih energetskih projektih.
• Morebitni protesti okoljskih aktivistov proti preoblikovanju starih rudnikov zaradi skrbi glede onesnaženosti vode in ohranjanja narave.

Vprašanja, ki jih je treba upoštevati

• Katere druge zapuščene oblike infrastrukture je po vašem mnenju mogoče preurediti v projekte črpalnih hidroelektrarn? 
• Ali bodo prihodnji rudniki (vseh vrst, vključno z zlatom, kobaltom, litijem itd.) zasnovani z mislijo na prihodnjo preureditev?