Заброшенные шахты ждет новое применение? Ученые считают, что там можно хранить избыточную энергию ветра и солнца.
В переоборудованных подземных шахтах может храниться энергия, достаточная для питания «всей Земли» в течение одного дня, говорится в новом исследовании Международного института прикладного системного анализа (IIASA).
При хороших погодных условиях ветер и солнце часто вырабатывают больше энергии, чем может использовать энергосистема. Где же можно хранить эту избыточную энергию?
По мнению ученых IIASA, решением этой проблемы могут стать заброшенные шахты.
Они утверждают, что превращение выведенных из эксплуатации шахт в огромные «гравитационные батареи» может обеспечить хранение до 70 тераватт энергии. Этого достаточно, чтобы обеспечить ежедневное потребление электроэнергии во всем мире.
«Для декарбонизации экономики нам необходимо переосмыслить энергетическую систему на основе инновационных решений с использованием существующих ресурсов, — призывает Бехнам Закери, соавтор исследования и научный сотрудник программы IIASA по энергетике, климату и окружающей среде. — Превращение заброшенных шахт в накопители энергии — один из примеров многих решений, которые существуют вокруг нас, и нам нужно только изменить способ их применения».
Как работают гравитационные батареи?
Большинство аккумуляторов, которые мы используем в повседневной жизни, накапливают энергию с помощью электрохимических процессов. В результате определенной химической реакции выделяется энергия, которая затем может быть использована.
Гравитационные батареи это механические устройства.
Они используют избыточную энергию, вырабатываемую возобновляемыми источниками, для поднятия груза. Когда в сети не хватает энергии, груз опускается, питая генератор.
Существует множество различных вариантов этого типа батарей. Самый простой — и самый старый — это маятниковые часы, которые работают под действием силы тяжести.
Самый распространенный тип, используемый сегодня, — гидроэлектростанция с насосно-аккумулирующей системой. В этом случае вода перекачивается на большую высоту для накопления энергии и выпускается через турбины для выработки электроэнергии. Насосные накопители очень распространены, общее количество установленных накопителей составляет 1,6 тераватт-часов.
Предлагаемая гравитационная система в шахтах имеет глобальный потенциал энергетической мощности от 7 до 70 ТВт-ч, говорят исследователи IAASA в статье, опубликованной в журнале Energies.
Как будет работать гравитационный аккумулятор в шахте?
Модель подземного гравитационного накопителя энергии (UGES), предложенная исследователями IIASA, использует существующие лифты для поднятия и опускания контейнеров, наполненных песком.
Шахты хорошо подходят для таких батарей. Их можно использовать для опускания груза. Гравитационным батареям для нормальной работы требуется не менее 300 метров пространства.
По словам исследователей, строительство этих проектов может помочь получить доход и обедневшим шахтерским общинам.
«Когда шахта закрывается, увольняются тысячи рабочих. Это разоряет сообщества, экономика которых зависит только от шахты. UGES создаст вакансии, поскольку шахта будет предоставлять услуги по хранению энергии после прекращения работы, — говорит Джулиан Хант, научный сотрудник программы IIASA по энергетике, климату и окружающей среде и ведущий автор исследования. — Шахты уже имеют базовую инфраструктуру и подключены к электросети, что значительно снижает стоимость и облегчает внедрение станций UGES».
