Wie können stillgelegte Minen in Zeiten des (hoffentlich schnellen) Niedergangs der Kohleindustrie wiederbelebt werden? Ein chinesisches Forschungsteam hat kürzlich vorgeschlagen, diese Minen in Wasserkraftwerke umzuwandeln. Sie würden eine neue Art von Kraftwerken zur Stromerzeugung werden, um dem Wachstum von Solar- und Windenergie gerecht zu werden.
Nach der Analyse von Chongqing Universität e Investition in Shaanxi, in China gibt es derzeit 3.868 Minen aufgegeben, die diese Umwandlung erfahren können. Die Grube dieser Kohleminen (der „Turm“, der für die Gewinnung der Mineralien verwendet wird) kann weiter verwendet werden, um ein alternatives Reservoir für das Wasserkraftwerk zu werden. Wie? Mit einem System, das nach dem Krieg geboren und nie ausreichend genutzt wurde: Wasserkraftpumpen.
Von Bergwerken zu "gestufter" Wasserkraft
Das Wasserkraftwerk ist in eine obere und eine untere Ebene unterteilt. Sie arbeiten mit der Übertragung von Wasser zwischen diesen Ebenen, die sich in unterschiedlichen Höhen befinden. In Zeiten geringer Nachfrage kostengünstige Energie wird verbraucht, bereitgestellt vom Netzwerk, Wasser pumpen vom unteren Reservoir der Grubenbrunnen zum oberen. Auf der anderen Seite kommt das Wasser in Zeiten der Spitzennachfrage (wenn die Preise höher sind) durch Turbinen freigesetzt, um Energie zu erzeugen das wird auf den markt gebracht. Die Energiebilanz ist negativ, weil mehr Energie verbraucht als produziert wird. Aber der Prozess zahlt sich trotzdem aus. Da? Die Pumpe wird bei günstigem Strom betrieben (nachts oder hoffentlich in Zeiten der Überproduktion durch Wind und Photovoltaik). Der ideale Höhenunterschied zwischen Ober- und Unterbecken beträgt 100 m.
Das Team weist darauf hin, dass die Wasserspeicherkapazität nicht nur von der Größe der Minen abhängt, sondern auch die Porosität und Durchlässigkeit von Boden und Gestein berücksichtigen muss. Das vom Team entwickelte Systemdesign umfasst auch einen Lüftungsschacht 2 m über dem höchsten Wasserspiegel, um einen besseren Luftstrom beim Pumpen und Einfüllen von Wasser zu ermöglichen.
Aufmerksamkeit ist gefragt
Wie das Simulationsmodell zeigt, kann die Umwandlung stillgelegter Bergwerke in Wasserkraftwerke eine durchschnittliche Effizienz garantieren 82,8 % innerhalb eines Jahres. Die Energiedichte wird stattdessen auf 2,82 kW · h/m . geschätzt3 .
Die Forscher glauben, dass die jeweilige Lösung zwar technologisch machbar ist, die Bergbauumgebung jedoch gut untersucht werden muss. Die Gefahr besteht darin, dass saures Wasser Pflanzen und den Boden angreift und Metallionen und Schwermetalle freisetzt, die die unterirdische Struktur und den Grundwasserleiter beschädigen würden. Auge!
Das Systemdesign ist in der Studie beschrieben Unterirdische hydrogepumpte Energiespeicherung mit Kohlebergwerks-Goafs: Systemleistungsanalyse und eine Fallstudie für China, kürzlich erschienen auf Grenzen der Geowissenschaften .
