Pumpad hydrolagring: Revolutionerande vattenkraftverk

• Författare:
• författarnamn

  Quantumrun Framsyn
• Juli 11, 2022

Insiktssammanfattning

Att omvandla gamla kolgruvor till batterier i industriell skala med pumpad hydrolagring (PHS) är en stigande trend i Kina, och erbjuder en unik lösning för energilagring och elproduktion. Denna metod, samtidigt som den lovar att förbättra nätstabiliteten och stödja förnybara energikällor, står inför utmaningar som surt vatten som kan skada infrastrukturen. Återanvändningen av stängda gruvor för energilagring hjälper inte bara till att minska beroendet av fossila bränslen och koldioxidutsläpp utan ger också nytt liv till lokala ekonomier genom att skapa jobb och uppmuntra hållbara energimetoder.

Pumpad hydrolagringskontext

Forskare vid Kinas Chongqing University och det kinesiska investeringsföretaget Shaanxi Investment Group experimenterar med att använda obesatta kolgruvor (den del av en gruva där mineraler har utvunnits helt eller till övervägande del) för att fungera som batterier av industriell storlek. Dessa gruvor kan fungera som övre och underjordiska lagringstankar för pumpade vattenlagringssystem och kopplas till storskaliga sol- och vindprojekt.

Pumped hydro storage (PHS) projekt transporterar vatten mellan två reservoarer på olika höjder för att lagra och skapa el. Överskottsel används för att pumpa vatten till en övre reservoar under perioder med låg elförbrukning, som nattetid eller helger. När det finns ett högt energibehov frigörs det lagrade vattnet genom turbiner som ett traditionellt vattenkraftverk, som rinner nedför från den högre reservoaren till den nedre poolen och genererar elektricitet. Turbinen kan också användas som en pump för att flytta vatten uppåt.
 
Enligt universitetets och investeringsbolagets utredning övervägs 3,868 82.8 stängda kolgruvor i Kina för återanvändning som pumpvattenlagringssystem. En simulering med denna modell avslöjade att en pumpad vattenkraftanläggning byggd i en utarmad kolgruva kunde uppnå en årlig systemeffektivitet på 2.82 procent. Som ett resultat kunde XNUMX kilowatt reglerad energi per kubikmeter produceras. Den primära utmaningen är de låga pH-nivåerna i dessa gruvor, med surt vatten som potentiellt eroderar växtkomponenter och avger metalljoner eller tungmetaller som kan orsaka skada på underjordiska strukturer och förorena närliggande vattendrag.

Störande inverkan

Eloperatörer ser i allt högre grad till PHS som en hållbar lösning för att balansera elnät. Denna teknik blir särskilt värdefull när förnybara källor som vind- och solenergi är otillräckliga för att möta efterfrågan. Genom att lagra överskottsenergi i form av vatten på en högre höjd möjliggör PHS snabb elproduktion vid behov, och fungerar som en buffert mot energibrist. Denna förmåga möjliggör en mer konsekvent och tillförlitlig användning av förnybara energikällor, vilket gör sol- och vindkraft mer genomförbart som primära elkällor.

Investeringar i PHS kan också vara ekonomiskt fördelaktiga, särskilt i områden med befintliga naturliga reservoarer eller nedlagda gruvor. Att utnyttja dessa befintliga strukturer kan vara mer kostnadseffektivt än storskalig upphandling av industrinätbatterier. Detta tillvägagångssätt bidrar inte bara till energilagring utan bidrar också till miljömässig hållbarhet genom att återanvända gamla industriområden, som kolgruvor, för grön energi. Som ett resultat kan regeringar och energiföretag utöka sin elinfrastruktur med lägre ekonomiska och miljömässiga kostnader, samtidigt som de ökar lokal energiproduktion och minskar koldioxidutsläppen.

Dessutom kan regioner som upplevt ekonomisk nedgång på grund av nedläggningen av kolgruvor hitta nya möjligheter inom PHS-sektorn. Den befintliga kunskapen och expertisen hos den lokala arbetskraften, som är bekant med gruvans layout och struktur, blir ovärderlig i denna övergång. Denna förändring skapar inte bara sysselsättning utan stöder också kompetensutveckling inom grön energiteknik, vilket bidrar till en bredare ekonomisk förnyelse. 

Implikationer av pumpade vattenlagringsprojekt

Vidare konsekvenser av att återanvända stängda gruvor och naturliga reservoarer till pumpad vattenkraft kan inkludera:

• Sänka kostnaderna för infrastruktur för förnybar energi i specifika regioner, vilket gör det möjligt för fler samhällen att få tillgång till överkomlig grön kraft.
• Att omvandla oanvända gruvplatser till ekonomiska tillgångar, skapa jobb och minska koldioxidutsläppen i lokala områden.
• Förbättra tillförlitligheten hos elnät som är beroende av förnybar energi, vilket minimerar strömavbrott och störningar.
• Uppmuntra en förändring av energipolitiken mot mer hållbara metoder, vilket påverkar regeringens fokus på förnybara energikällor.
• Underlätta ett minskat beroende av fossila bränslen, vilket leder till minskade utsläpp av växthusgaser och förbättrad luftkvalitet.
• Skapa nya yrkesutbildningsprogram inriktade på förnybar energiteknik, som främjar en kvalificerad arbetskraft inom gröna sektorer.
• Främja decentralisering av energiproduktion, ge lokala samhällen möjlighet att hantera och dra nytta av sina energiresurser.
• Ökat konsumentintresse för förnybara energikällor, vilket kan leda till en ökning av gröna investeringar och produkter.
• Väcka debatter om markanvändning och miljöpåverkan, påverka framtida regleringar och opinionen i storskaliga energiprojekt.
• Potentiella protester från miljöaktivister mot att konvertera gamla gruvor, drivna av oro över vattenföroreningar och naturligt bevarande.

Frågor att överväga

• Vilka andra övergivna former av infrastruktur tror du kan återanvändas till pumpade vattenlagringsprojekt? 
• Kommer framtida gruvor (av alla slag, inklusive guld, kobolt, litium, etc.) att utformas med framtida återanvändning i åtanke?