Вторая жизнь угольных шахт: ученые предложили использовать заброшенные выработки в качестве гидроэлектростанций

Специалисты Ок-Риджской национальной лаборатории (ORNL) завершили разработку передовых гидродинамических и химических моделей, которые позволяют оценивать пригодность заброшенных угольных шахт для размещения подземных гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС) — систем долгосрочного хранения электроэнергии, способных повысить надёжность и безопасность электросети.

Классическая ГАЭС работает по принципу «водяной батареи»: в периоды низкого спроса или избытка дешёвой электроэнергии вода закачивается в верхний резервуар; при пиковой нагрузке она сбрасывается вниз через турбины, вырабатывая электричество. На долю ГАЭС приходится свыше 90% всего промышленного накопления электроэнергии в Соединённых Штатах, однако строительство таких объектов традиционно требует гористого рельефа для создания необходимого перепада высот между двумя резервуарами.

Используя имеющуюся инфраструктуру шахт, подземная ГАЭС способна воспроизвести этот перепад высот в регионах с равнинным рельефом, расширив географический охват технологии и снизив затраты на строительство.

Главным результатом работы стала разработка вычислительных инструментов, которые учитывают специфику горнодобывающей среды. Передовые модели анализируют движение воды, химические изменения, вызываемые природными породами шахты, а также возможные физические и химические взаимодействия с инфраструктурой и оборудованием ГАЭС.

«Подземная ГАЭС — это перспективное направление, однако прежде необходимо преодолеть такие препятствия, как химическая эрозия и структурная устойчивость горных выработок», — заявил старший научный сотрудник ORNL Тьен Нгуен.

На следующем этапе ученые планируют провести технико-экономический анализ для оценки финансовой жизнеспособности проектов, а также анализ эффективности систем с целью определения оптимальных подходов к строительству объектов на конкретных площадках. Работа ведётся в рамках программы Министерства энергетики США при поддержке отраслевых партнёров, предоставляющих данные о реальных объектах.

Новая технология предназначена для регионов с плоским рельефом, ранее не пригодных для гидроэнергетики, с учетом использования существующих тоннелей и шахтных стволов, которые позволят сократить капитальные затраты и ускорить сроки развёртывания.

Источник: Interestingengineering