Genialne rozwiązanie mogłoby rozwiązać kryzys górniczy w Australii

Teren został już przekazany. Skała została już rozdrobniona. Pozostałe kopalnie odkrywkowe nie oferują dużo niczego.

W tym kryje się potencjał – twierdzi grupa inżynierów z Australijskiego Uniwersytetu Narodowego. To jedno z rozwiązań palącego problemu.

Ogniwa fotowoltaiczne (PV) wytwarzają energię elektryczną tylko w ciągu dnia. Nadwyżka wiatru jednego dnia może szybko przerodzić się w recesję następnego dnia.

Jak więc zielona sieć energetyczna może produkować słomę, gdy świeci słońce? Wypychając wodę do góry.

Kiedy słońce zachodzi, a wiatr przestanie wiać, może ponownie opaść, włączając przy tym generatory.

Napełnianie starych tam i ich ponowne opróżnianie może być unikalnym australijskim rozwiązaniem dla starożytnego, suchego krajobrazu, w którym brakuje możliwości wytwarzania energii wodnej.

Badacze z Australijskiego Uniwersytetu Narodowego, Timothy Weber i profesor Andrew Bleekers, zidentyfikowali 37 miejsc nadających się do przekształcenia w „baterie pompowo-wodne”. Na całym świecie liczba ta wzrasta do 900.

Jednak badania Uniwersytetu w Melbourne sugerują, że nawet te, które nie mają wystarczającej wysokości lub rozmiaru, aby wydajnie napędzać turbiny, można ponownie wykorzystać jako gigantyczne pakiety energii wymieniające ciepło.

Zbiorniki energetyczne

„Ogromne kopalnie odkrywkowe zostaną przekształcone w zbiorniki do przechowywania wody w celu magazynowania energii odnawialnej” – piszą w swojej książce Weber i Blakers. Rozmowa. „Dzięki temu obiekty zyskają nowe życie i pomogą wspierać niskoemisyjną przyszłość świata”.

We wniosku nie ma nic nowego.

Pierwszy na świecie generator hydroelektryczny został zbudowany w Northumberland w Anglii w 1878 roku.

Po prostu puste kopalnie odkrywkowe dają możliwość tworzenia sztucznych jezior i zaprojektowania systemu przepływu wody w „zamkniętym obiegu”.

„W przeciwieństwie do tradycyjnych systemów hydroenergetycznych działających na rzekach, systemy o obiegu zamkniętym są zlokalizowane z dala od rzek” – wyjaśniają inżynierowie z Australijskiego Uniwersytetu Narodowego. „Wystarczą dwa zbiorniki, jeden wyższy od drugiego, z wodą przepływającą przez tunel i turbinę, aby wytworzyć energię elektryczną”.

Jest to jeden ze sposobów magazynowania energii na masową skalę.

Równoważne farmy akumulatorowe musiałyby być ogromne. Minerały użyte do ich produkcji muszą zostać wydobyte z ziemi. Same baterie będą wymagały ciągłej wymiany, ponieważ ulegną zniszczeniu.

Jednak opuszczone kopalnie już teraz stanowią ogromną inwestycję w infrastrukturę – w tym drogi, linie energetyczne i dostęp do wody – i są w dużej mierze niewykorzystane.

Zmniejsz temperaturę

Nawet opuszczone kopalnie, które nie mają wystarczającej wysokości, aby grawitacja spychała wodę w dół, mają potencjał.

Prace rekultywacyjne mogą przekształcić je w jeziora. Jednak dodanie infrastruktury mogłoby przekształcić je w gigantyczne jednostki wymiany ciepła.

Ciepło zawsze zmierza w stronę zimna w swoim naturalnym dążeniu do równowagi. W głębinach jezior wypełniających tereny kopalni utrzymywana jest stała temperatura przez cały rok dzięki gigatonom otaczającej ziemi i skał.

To kolejny przypadek, w którym najdroższa część infrastruktury została już wykonana: wykopanie głębokiego dołu.

Cyrkulacja wody przez te głębokości wykorzystuje różnicę temperatur z powierzchnią, która może być skoncentrowana w systemie wymiany ciepła.

To koncepcja podobna do klimatyzatorów z konwekcyjną wymianą ciepła, które można instalować w domach i fabrykach – ale na znacznie większą skalę.

„Chodzi o to, aby zmniejszyć ryzyko dla pobliskich mieszkańców i dzikiej przyrody, zapewniając jednocześnie korzystne wykorzystanie końcowe dla lokalnej społeczności” – wykazały badania przeprowadzone na Uniwersytecie w Melbourne. Mauricio Carcamo argumentował w raporcie z 2022 r.

Badał możliwości przerobu i eksploatacji zlikwidowanych kopalń węgla kamiennego w dolinie Latrobe.

Niewykorzystany potencjał

To nie jest łatwe.

Kopalnie są zwykle zanieczyszczone.

Przekształcenie ich w tamy może prowadzić do zanieczyszczenia otaczających je wód gruntowych.

Jednak koszt wyłożenia dziur błotem i membranami w celu zatrzymania wycieków nie jest wysoki.

Dawna kopalnia złota w Kidston w stanie Queensland jest już przekształcana w elektrownię wodną. Dwa inne odwierty, jeden w Mount Rawdon w stanie Queensland i jeden w Muswellbrook w Nowej Południowej Walii, są w trakcie studiów wykonalności.

Naukowcy z Australijskiego Uniwersytetu Narodowego twierdzą, że wykorzystali algorytmy komputerowe do zbadania charakterystyki i geografii miejsc wydobycia – aktywnych i nieaktywnych – na całym świecie.

Gdyby ponownie wykorzystać wszystkie 37 lokalizacji o potencjale w Australii, mogłyby one dostarczyć 540 gigawatogodzin zmagazynowanej energii.

Według Australijskiego Operatora Rynku Energii (AEMO) Australia posiada obecnie około 17 GWh magazynowania energii elektrycznej „na żądanie”. Do 2050 r. będzie potrzebować 640 GWh.

„Istnieje wiele potencjalnych opcji w Australii Zachodniej: w regionie rud żelaza Pilbara, na południe od Perth i wokół Kalgoorlie” – napisali naukowcy.

„Opcje w Queensland i Nowej Południowej Walii znajdują się głównie wzdłuż wschodniego wybrzeża, w tym kopalnia Copabilla i kopalnie węgla w pobliżu starej elektrowni Liddell. Istnieją również potencjalne lokalizacje w głębi lądu w Mt Isa w Queensland oraz w kopalni złota Cadia Hill w pobliżu Orange w Nowej Południowej Walii.

„Potencjalne lokalizacje w Australii Południowej obejmują starą kopalnię węgla Leigh Creek w pasmach Flindersa i kopalnię Prominent Hill na północny zachód od Adelajdy. Tasmania i Wiktoria również oferują potencjalne lokalizacje, chociaż w tych stanach istnieje wiele innych, niezwiązanych z górnictwem opcji magazynowania wody pompowanej .

Jamie Seidel jest niezależnym pisarzem @Jimmy Seidel