Az Oak Ridge National Laboratory sikeresen kifejlesztett egy technológiát, amelyek az USA több ezer, elhagyott szénbányáját hatalmas földalatti víztározókká (PSH) alakíthatja át energiatárolás céljára.
A csapat nagy pontosságú hidrodinamikai és kémiai modellek létrehozásával, testre szabottan képes kivitelezni az adott helyszínen az átalakítást. A fejlesztés egyrészt biztosítja a szén-dioxid-semleges hálózat működéséhez szükséges hosszú távú tárolást, miközben új életre kelti a korábbi bányászati közösségeket.
A „vízakkumulátor” újragondolása
A hagyományos PSH-t gyakran „vízakkumulátornak” nevezik, mert két, különböző magasságban lévő víztározó között mozgatja a vizet. Amikor az energia olcsó vagy bőséges, például egy napsütéses délutánon, a vizet felfelé pumpálják. Amikor a kereslet megugrik, a vizet turbinákon keresztül engedik ki, hogy áramot termeljenek.
Bár a PSH jelenleg az Egyesült Államok összes közüzemi méretű energiatárolásának több mint 90 százalékát teszi ki, növekedését történelmileg a földrajzi adottságok gátolták. A standard létesítményekhez hatalmas hegyek vagy dombok szükségesek a szükséges magasságkülönbség, más néven „fejmagasság” létrehozásához. Az új technológia megváltoztatja ezt a paradigmát azzal, hogy a működést a föld alá helyezi.
A technológia kiterjeszthető olyan laposabb földrajzi régiókra is, amelyek korábban nem voltak alkalmasak vízenergia-termelésre. Ezen túlmenően a meglévő alagutak és aknák kihasználása jelentősen csökkenti az építési költségeket és felgyorsítja a bevezetés ütemtervét.
Kémiai erózió és a stabilitási kockázatok
A szénbányák újrahasznosítása összetett feladat, mivel a bányák belseje kémiailag aktív és szerkezetileg bonyolult, Bár a föld alatti PSH izgalmas lehetőség, az iparágnak először olyan kihívásokat kell leküzdenie, mint a kémiai erózió és a szerkezeti stabilitás.
Az új modellek lehetővé teszik a mérnökök számára, hogy pontosan szimulálják, hogyan mozog a víz ezekben a speciális alagutakban, és hogyan hat a természetes ásványi anyagokra. Ez segít a kutatóknak előre jelezni a korróziós kockázatokat azáltal, hogy azonosítják, hogyan károsíthatják a drága turbinákat a visszamaradt ásványi anyagok.
Emellett lehetővé teszi számukra a szerkezeti integritás értékelését is, hogy megbizonyosodjanak arról, hogy a nagy nyomás alatt történő gyors vízmozgás nem okoz repedéseket vagy összeomlást a bánya falain.
A vállalat most egy átfogó technológiai-gazdasági elemzés felé halad. A kutatók rendszerhatékonysági elemzéseket is terveznek, hogy meghatározzák a létesítmények építésének és üzemeltetésének legjobb gyakorlatait az egyes helyszíneken.
Forrás: OAK RIDGE
Borítóképünk illusztráció, forrása: Stock Adobe
