Къде да се съхранява излишната слънчева енергия? Намерено е решение - в изоставени мини
Превръщат се в “гравитационни батерии” и така се дава нов живот на рудниците
Изоставени мини могат да бъдат превърнати в места за съхраняване на слънчева и вятърна енергия! Разработката на международен екип от учени от Австрия, Бразилия, Германия, Китай, Полша, Саудитска Арабия, Финландия, Хърватия, публикувана в сп. Energies, може да отвори нова надеждна страница към по-масово използване на слънчевата и вятърната енергията.
Досега ентусиазмът към възобновяеми енергийни източници бе повече от резултатите. Ключова причина за това бе липсата на подходящи места за масово съхранение на излишната слънчева и вятърна енергия. Така топлината и светлината, генерирани в “добри” дни, често отиваше на вятъра и попарваше мечтите на енергийните ентусиасти за по-чиста планета.
Стотици научни колективи по цял свят впрегнаха колосални усилия да се справят с предизвикателството да съхранят енергията от слънчевите и ветровити дни за мрачните и тихи дни и нощи, в които слънцето не грее, а вятърът не духа.
Новото проучване на австрийските учени предлага интересно решение - мините, изведени от експлоатация, да бъдат превърнати в своеобразни
“гравитационни батерии”
Концепцията е сравнително проста: излишната енергия, произведена от вятъра или слънцето, ще се използва за изкачване на тежки предмети нагоре в мината. Когато отново е необходима енергия, тежестта ще се спуска, ще завърта турбина и ще преобразува кинетичната енергия от гравитацията обратно в електричество.
За целта могат да се използват и някои от съществуващите асансьори, които и досега са използвани за повдигане и спускане на контейнери. Електрическият двигател и генераторните модули от двете страни на шахтата движат асансьора нагоре и надолу, като генерират електричество по пътя надолу и използват част от това електричество по пътя обратно нагоре. (Виж схемата)
Генерираното електричество може да се използва, когато търсенето в мрежата е интензивно. В други моменти, когато енергията в мрежата е в излишък, системата от гравитационни батерии ще използва част от тази енергия, за да изтегли товара обратно, като така съхранява енергията за по-късна употреба.
Едно от ключовите предимства на този метод е, че той не използва модела на традиционни батерии на химическа основа, които губят заряд с течение на времето и трябва да се изхвърлят или да се зареждат. В авангардната концепция на австрийските учени енергията се генерира от гравитационния потенциал на тежестта и не изисква допълнителна химическа или друга намеса.
Проблемът е доста актуален в Европа, където закриването на стотици мини е напът да предизвика сериозен социален, енергиен и икономически трус.
“Когато една мина се затвори, тя освобождава хиляди работници. Това опустошава цели райони, които са разчитали на мината за своято съществуване. Новата дейност по съхраняване на слънчева и вятърна енергия може да отвори нови работни места“, казва Джулиан Хънт, изследовател в програмата за енергия, климат и околна среда в Международния институт за приложни системни анализи (IIASA) в Лаксембург, Австрия - водещ автор на изследването, цитиран от сп. Energies. Той напомня, че огромна част от мините вече имат основна инфраструктура и са свързани към електрическата мрежа, което значително ще намали разходите по новото производство и ще улесни внедряването на новите инсталации.
Всъщност и досега вездесъщата гравитация
е в основата на една от най-разпространените енергийни технологии. Това става, когато водата пада от голяма надморска височина и генерира електричество чрез въртене на турбини, докато тече надолу. Когато има излишна енергия, водата се изпомпва обратно до върха.
Истинският потенциал на идеята на австрийския екип се крие във факта, че вече има милиони изоставени мини по света, които могат сравнително евтино да бъдат преустроени за новата цел. Учените изчисляват, че преобразуването на една мина ще струва приблизително между 1 и 10 долара на киловатчас и още 2000 долара на киловат мощност. Изследователите изчисляват глобалния потенциал в порядъка на от 7 до 70 тераватчаса. За сравнение - световното потребление на енергия за 2021 г. е било около 25 тераватчаса.
Според австрийските експерти най-голямата част от споменатия потенциал е концентрирана в Китай, Индия, Русия и САЩ - страните с най-много изоставени мини.
Освен енергийните ползи предложението има и социални ползи, тъй като ще бъдат спасени стотици работни места, изчезнали заради затварянето на мините.
Идеята да се даде втори живот на мините, изчерпали ресурсите си, е все още в ранен етап, но има огромен потенциал за съхраняване на излишната слънчева и вятърна енергия.
Тази идея става особено актуална в последните години, когато възобновяемите енергийни източници преживяват истински възход. 2022 година надмина и най-смелите очаквания. Според анализ на един от най-престижните европейски енергийни институти - EMBER, публикуван неотдавна, енергията, произведена от вятър и слънце,
за първи път е надминала дела на енергията, произведена от изкопаеми горива
“За да декарбонизираме икономиката, трябва да преосмислим енергийната система въз основа на иновативни решения, използващи съществуващите ресурси. Превръщането на изоставени мини в хранилища за енергия е пример за многото възможности, които съществуват около нас. Ние трябва само да променим начина, по който ги използваме”, казва Бехнам Закери, съавтор на изследването и изследовател в Програмата за енергия, климат и околна среда IIASA, цитиран от сп. Energies.