Выработанные шахты, оставшиеся без руды, могут обрести вторую жизнь и принести пользу. Исследование предлагает новаторский подход: использовать глубокие шахтные стволы для создания гравитационных аккумуляторов энергии.
Гравитационный аккумулятор – это система хранения энергии, принцип работы которой основан на использовании силы тяжести. Электричество вырабатывается, когда тяжелый груз опускается вниз под действием гравитации. Эта энергия может подаваться в общую сеть в периоды пикового спроса. В моменты избытка энергии в сети система использует ее, чтобы поднять груз обратно вверх, эффективно «запасая» энергию для будущего использования.
Одним из наиболее распространенных примеров такой технологии являются гидроаккумулирующие электростанции. В них вода сбрасывается с большой высоты, вращая турбины и генерируя электричество. Когда в сети есть излишки энергии, эта же вода закачивается обратно в верхний резервуар.
Ученые из австрийского Международного института прикладного системного анализа IIASA еще в 2022 году предложили другой вариант гравитационного аккумулятора. Идея заключалась в использовании лифтов в небоскребах: при спуске утяжеленных платформ с верхних этажей на нижние системы рекуперативного торможения могли бы генерировать электричество. Автономные роботы-тележки должны были бы перемещать грузы в лифты и из них по мере необходимости.
Развивая эту концепцию, те же исследователи предложили систему подземного гравитационного хранения энергии UGES (Underground Gravity Energy Storage). Она также предполагает использование лифтов, но уже в существующих заброшенных шахтных стволах. В качестве груза предлагается использовать контейнеры, наполненные песком.
Система электродвигателей/генераторов, расположенных по обе стороны шахтного ствола, будет перемещать каждый лифт вверх и вниз. При спуске лифта с песком будет вырабатываться электроэнергия за счет рекуперативного торможения. Часть этой энергии затем будет использоваться для подъема пустого или загруженного лифта.
Для максимальной эффективности лифты могут загружаться песком на поверхности, разгружаться на дне шахты и возвращаться наверх пустыми. Однако это приведет к постепенному заполнению нижнего пространства песком. Поэтому, когда в энергосистеме возникает избыток энергии, система должна работать в обратном режиме: лифты будут поднимать песок обратно на поверхность для временного хранения. Для погрузки и разгрузки песка предполагается использовать комбинацию электрических конвейерных лент и самосвалов.
По оценкам ученых, глобальный потенциал хранения энергии с помощью технологии UGES может составлять от 7 до 70 тераватт-часов (ТВт·ч). Основная часть таких установок может быть размещена в странах с большим количеством заброшенных шахт, таких как Китай, Индия, Россия и США.
Ведущий автор исследования, Джулиан Хант из IIASA, сообщает, что при закрытии шахты обычно увольняют тысячи рабочих. Система UGES может создать новые рабочие места, поскольку шахта продолжит функционировать, предоставляя услуги по хранению энергии. Он добавляет, что шахты уже обладают необходимой базовой инфраструктурой и подключены к электросетям, что значительно снижает затраты и упрощает внедрение установок UGES.
Джулиан Хант также информирует, что с момента первоначальной публикации исследования к нему обратились многочисленные стороны, заинтересованные в развитии системы UGES. Среди них три владельца шахт, два инвестора, включая руководителя из YouTube, и три разработчика проектов.
Кроме того, Хант заявляет, что он разрабатывает и другие перспективные концепции гравитационного хранения энергии, публикация которых ожидается позднее в этом году.
+ There are no comments
Add yours