ГЕС: революційні гідроелектростанції

• Автор:
• ім'я автора

  Quantumrun Foresight
• Липень 11, 2022

Короткий огляд

Перетворення старих вугільних шахт на батареї промислового масштабу за допомогою насосних гідроакумуляторів (PHS) є зростаючою тенденцією в Китаї, що пропонує унікальне рішення для накопичення енергії та виробництва електроенергії. Незважаючи на те, що цей метод є перспективним для підвищення стабільності мережі та підтримки відновлюваних джерел енергії, він стикається з такими проблемами, як кисла вода, яка може пошкодити інфраструктуру. Перепрофілювання закритих шахт для зберігання енергії не тільки допомагає зменшити залежність від викопного палива та викиди вуглецю, але й відроджує місцеву економіку, створюючи робочі місця та заохочуючи практику сталого використання енергії.

Контекст ГЕС

Вчені з Університету Чунціна в Китаї та китайської інвестиційної компанії Shaanxi Investment Group експериментують із використанням незайнятих шахтних шахт (частини шахти, де повністю або переважно видобуто корисні копалини) для роботи в якості батарей промислового розміру. Ці шахти можуть служити верхніми і підповерхневими резервуарами для гідроакумулюючих схем і бути підключеними до великомасштабних сонячних і вітрових проектів.

Проекти гідроакумулювання (PHS) транспортують воду між двома резервуарами на різних висотах для накопичення та виробництва електроенергії. Надлишок електроенергії використовується для перекачування води у верхній резервуар у періоди низького споживання електроенергії, наприклад вночі чи у вихідні дні. Коли є високий попит на енергію, накопичена вода вивільняється через турбіни, як на традиційній гідростанції, стікаючи вниз з вищого резервуара в нижній басейн, виробляючи електроенергію. Турбіну також можна використовувати як насос для руху води вгору.
 
Згідно з розслідуванням університету та інвестиційної корпорації, 3,868 закритих вугільних шахт у Китаї розглядаються для перепрофілювання у схеми ГЕС. Моделювання з використанням цієї моделі показало, що ГЕС, побудована у виснаженій вугільній шахті, може досягти річної ефективності системи 82.8 відсотка. У результаті можна було б виробити 2.82 кіловата регламентованої енергії на кубічний метр. Основною проблемою є низький рівень рН у цих шахтах, оскільки кисла вода потенційно руйнує компоненти рослин і виділяє іони металів або важких металів, які можуть завдати шкоди підземним структурам і забруднювати прилеглі водойми.

Руйнівний вплив

Оператори електроенергетики все частіше дивляться на PHS як на життєздатне рішення для балансування електричних мереж. Ця технологія стає особливо цінною, коли відновлюваних джерел, таких як вітрова та сонячна енергія, недостатньо для задоволення попиту. Зберігаючи надлишкову енергію у вигляді води на більшій висоті, PHS дозволяє швидко виробляти електроенергію, коли це необхідно, діючи як буфер проти нестачі енергії. Ця можливість забезпечує більш послідовне та надійне використання відновлюваних джерел енергії, що робить сонячну та вітрову енергію більш доцільними як первинні джерела електроенергії.

Інвестиції в PHS також можуть бути економічно вигідними, особливо в районах з існуючими природними резервуарами або невикористаними шахтами. Використання цих існуючих структур може бути економічно ефективнішим, ніж широкомасштабна закупівля батарей промислової мережі. Цей підхід не тільки допомагає накопичувати енергію, але й сприяє екологічній стійкості, перепрофільовуючи старі промислові об’єкти, наприклад вугільні шахти, для цілей екологічної енергетики. У результаті уряди та енергетичні компанії можуть розширювати свою електроенергетичну інфраструктуру з меншими фінансовими та екологічними витратами, одночасно збільшуючи місцеве виробництво енергії та скорочуючи викиди вуглецю.

Крім того, регіони, які зазнали економічного спаду через закриття вугільних шахт, можуть знайти нові можливості в секторі PHS. Існуючі знання та досвід місцевої робочої сили, знайомої з планом і структурою шахти, стають неоціненними під час цього переходу. Цей зсув не тільки створює робочі місця, але й підтримує розвиток навичок у сфері зелених енергетичних технологій, сприяючи ширшому економічному відродженню. 

Наслідки проектів ГЕС

Більш широкі наслідки перепрофілювання закритих шахт і природних резервуарів на ГЕС можуть включати:

• Зниження витрат на інфраструктуру відновлюваної енергетики в окремих регіонах, що дозволить більшій кількості громад отримати доступ до доступної зеленої енергії.
• Перетворення невикористаних ділянок видобутку в економічні активи, створення робочих місць і скорочення викидів вуглецю в місцевих районах.
• Підвищення надійності електричних мереж, що спираються на відновлювані джерела енергії, зведення до мінімуму відключень і збоїв в електропостачанні.
• Заохочення переходу в енергетичній політиці до більш стійких практик, що впливає на зосередження уваги уряду на відновлюваних джерелах енергії.
• Сприяння зменшенню залежності від викопного палива, що призводить до скорочення викидів парникових газів і покращення якості повітря.
• Створення нових програм професійної підготовки, зосереджених на технологіях відновлюваної енергетики, сприяння кваліфікованій робочій силі в зелених секторах.
• Сприяння децентралізації виробництва енергії, розширення можливостей місцевих громад управляти своїми енергетичними ресурсами та отримувати вигоду від них.
• Підвищення інтересу споживачів до відновлюваних джерел енергії, що потенційно може призвести до зростання екологічних інвестицій і продуктів.
• Розпалювання дебатів щодо землекористування та впливу на навколишнє середовище, вплив на майбутні правила та громадську думку щодо великомасштабних енергетичних проектів.
• Потенційні протести екологічних активістів проти переобладнання старих шахт через занепокоєння щодо забруднення води та збереження природи.

Питання для розгляду

• Які ще занедбані форми інфраструктури, на вашу думку, можна перепрофілювати в проекти ГЕС? 
• Чи майбутні шахти (всіх видів, включаючи золото, кобальт, літій тощо) проектуватимуться з урахуванням майбутнього перепрофілювання?