Исследователи изучают новый метод хранения энергии с использованием выведенных из эксплуатации шахт. 

Метод под названием «Подземное гравитационное хранение энергии» направлен на превращение заброшенных шахт в долгосрочные хранилища энергии.
Чем глубже и шире шахта, тем больше энергии можно извлечь из установки, а чем крупнее шахта, тем выше емкость хранилища энергии.

Международный институт прикладного системного анализа (IIASA) предложил новую технологию под названием «Подземное гравитационное хранилище энергии», которая превращает выведенные из эксплуатации шахты в долгосрочные хранилища энергии.

Возобновляемые источники энергии занимают центральное место в энергетическом переходе к более устойчивому будущему. Однако, поскольку такие источники, как солнечный свет и ветер, по своей природе изменчивы и непостоянны, поиск способов хранения энергии доступным и эффективным способом имеет решающее значение. Хотя существует множество эффективных решений для ежедневного хранения энергии, наиболее распространенным из которых являются батареи, экономически эффективное долгосрочное решение по-прежнему отсутствует.

В новом исследовании, проведенном под руководством IIASA, международная группа исследователей разработала новый способ хранения энергии путем транспортировки песка в заброшенные подземные шахты. Новая технология, названная «Подземное гравитационное хранилище энергии» (UGES), предлагает эффективное решение для долгосрочного хранения энергии, используя при этом заброшенные шахты, число которых во всем мире исчисляется миллионами. 

Исследовательская статья "Подземное гравитационное накопление энергии: решение для долгосрочного хранения энергии" была опубликована в журнале Energies.


Подземная гравитационная система хранения энергии: Схема различных секций системы.


UGES вырабатывает электроэнергию путем спуска песка в подземную шахту и преобразования потенциальной энергии песка в электричество посредством рекуперативного торможения, а затем подъёма песка из шахты в верхний резервуар с помощью электродвигателей для накопления энергии.

Основными компонентами UGES являются шахта, двигатель/генератор, верхний и нижний накопители и горное оборудование. Чем глубже и шире шахта, тем больше энергии можно извлечь из станции, а чем больше шахта, тем выше энергоёмкость установки.

Джулиан Хант, научный сотрудник программы IIASA по энергетике, климату и окружающей среде и ведущий автор исследования, пояснил: «Когда шахта закрывается, увольняют тысячи рабочих. Это опустошает сообщества, которые полагаются только на шахту в своей экономической деятельности.

UGES создаст несколько вакансий, так как шахта будет предоставлять услуги по хранению энергии после прекращения работы. Шахты уже имеют базовую инфраструктуру и подключены к электросети, что значительно снижает затраты и облегчает внедрение установок UGES.

Другие методы хранения энергии, например, аккумуляторы, теряют энергию за счет саморазряда в течение длительного времени. Накопителем энергии в UGES является песок, то есть энергия не теряется в результате саморазряда, что позволяет хранить энергию в течение сверхдолгого времени — от нескольких недель до нескольких лет.

Инвестиционные затраты UGES составляют от 1 до 10 долларов США/кВтч, а затраты на электроэнергию составляют 2000 долларов США/кВт. По оценкам, глобальный потенциал технологии составляет от 7 до 70 ТВтч, причем большая часть этого потенциала сосредоточена в Китае, Индии, России и США.

Бехнам Закери, соавтор исследования и научный сотрудник программы IIASA по энергетике, климату и окружающей среде, предложил следующее заключение: „Для декарбонизации экономики нам необходимо переосмыслить энергетическую систему на основе инновационных решений с использованием существующих ресурсов. Превращение заброшенных шахт в хранилища энергии является одним из примеров многих решений, которые существуют вокруг нас и нам нужно только изменить способ их использования“.

***

Это может быть самым дальним достижением гравитационного метода хранения электроэнергии. Перекачка воды обратно над генераторами также имеет некоторые достоинства. Можно отметить, что механические потери упоминаются в исследовательском документе для этой идеи, но трудно найти информацию для водного метода.

Пока ещё инженеры не начали внедрять инновации для повышения эффективности. Эта область в данной сфере крайне нуждается во внимании.
В пресс-релизе не говорится о производственных затратах. Для тех, кому интересно, исследовательская работа (на момент публикации она не находится под платным доступом) предлагает гораздо больше информации.

Этот тип идеи, как и идея гидроэнергетики еще не получили согласованных усилий в применении. Технология пока не находится на высоком уровне, а „интересная“ перспектива не слишком интересна.

Это просто, выполнимо и довольно практично. Остается только удивляться, почему это не делается. О, это не так уж необходимо, за исключением тех мест, где из-за политики отключено электроснабжение. Удачи вам в том, чтобы убедить эти регионы хранить энергию по низкой цене. Это намного дешевле, чем покупать аккумуляторы, даже несмотря на значительные эксплуатационные потери. Тогда и поиск персонала тоже может оказаться довольно сложной задачей.

Приятно знать, что это можно сделать. Возможно, так и будет, когда политики будут уделять больше внимания практическим нуждам, а не истерикам и денежным взносам.

Источники:

newenergyandfuel.com

oilprice.com

iiasa.ac.at