Wie kann man stillgelegte Bergwerke in Zeiten des (hoffentlich schnellen) Niedergangs der Kohleindustrie wiederbeleben? Ein chinesisches Forschungsteam hat kürzlich vorgeschlagen, diese Minen in Wasserkraftwerke umzuwandeln. Sie würden zu einem neuartigen Kraftwerkstyp werden, der dem Wachstum von Solar- und Windkraft gerecht wird.
Nach der Analyse von Chongqing Universität e Investition in Shaanxi, in China gibt es derzeit 3.868 Minen verlassen, die diese Transformation durchmachen können. Die Grube dieser Kohlengruben (der „Turm“ zur Gewinnung der Mineralien) kann als alternativer Speicher für das Wasserkraftwerk weiter genutzt werden. Mögen? Mit einem System, das nach dem Krieg geboren und nie ausreichend genutzt wurde: Wasserkraftpumpen.
Von der Mine zum "gestuften" Wasserkraftwerk
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. Weil? Die Pumpe wird bei kostengünstiger Energieversorgung 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 des Bodens und des Gesteins berücksichtigt werden muss. Das vom Team entwickelte Systemdesign umfasst auch einen Lüftungsschacht 2 m über dem höchsten Wasserstand, um einen besseren Luftstrom beim Pumpen und Füllen von Wasser zu ermöglichen.
Aufmerksamkeit ist gefragt
Wie das Simulationsmodell zeigt, kann die Umwandlung von stillgelegten Bergwerken in Wasserkraftwerke einen durchschnittlichen Wirkungsgrad garantieren 82,8% innerhalb eines Jahres. Die Energiedichte wird stattdessen auf 2,82 kW · h/m . geschätzt3 .
Die Forscher sind der Ansicht, dass die jeweilige Lösung technologisch zwar machbar ist, die Bergbauumgebung jedoch gut untersucht werden muss. Die Gefahr besteht darin, dass saures Wasser Pflanzen und Böden angreift und dabei Metallionen und Schwermetalle freisetzt, die die unterirdische Struktur und den Grundwasserleiter schädigen 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 .
