Kỹ thuật mới biến mỏ bỏ hoang thành ắc quy lưu trữ
bởi Viện phân tích hệ thống ứng dụng quốc tế
Hệ thống lưu trữ năng lượng trọng lực ngầm: sơ đồ các phần hệ thống khác nhau. Ảnh: Hunt et al.
Một kỹ thuật mới có tên Lưu trữ năng lượng trọng lực dưới lòng đất biến các mỏ đã ngừng hoạt động thành các giải pháp lưu trữ năng lượng dài hạn, từ đó hỗ trợ quá trình chuyển đổi năng lượng bền vững.
Các nguồn năng lượng tái tạo là trung tâm của quá trình chuyển đổi năng lượng hướng tới một tương lai bền vững hơn. Tuy nhiên, vì các nguồn như nắng và gió vốn đã thay đổi và không nhất quán, nên việc tìm cách lưu trữ năng lượng theo cách hiệu quả và dễ tiếp cận là rất quan trọng. Mặc dù có nhiều giải pháp hiệu quả để lưu trữ năng lượng hàng ngày, phổ biến nhất là pin, nhưng vẫn còn thiếu một giải pháp dài hạn hiệu quả về chi phí.
Trong một nghiên cứu mới do Viện Phân tích Hệ thống Ứng dụng Quốc tế (IIASA) đứng đầu, một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã phát triển một phương pháp mới để lưu trữ năng lượng bằng cách vận chuyển cát vào các mỏ ngầm bị bỏ hoang. Kỹ thuật mới, được gọi là Kho lưu trữ năng lượng trọng lực ngầm (UGES), đề xuất một giải pháp lưu trữ năng lượng dài hạn hiệu quả đồng thời tận dụng các địa điểm khai thác hiện không còn tồn tại, có khả năng lên tới hàng triệu địa điểm trên toàn cầu.
Công trình được đăng trên tạp chí Năng lượng.
UGES tạo ra điện khi giá cao bằng cách hạ cát xuống mỏ dưới lòng đất và chuyển đổi thế năng của cát thành điện năng thông qua hãm năng lượng tái tạo, sau đó nâng cát từ mỏ lên hồ chứa phía trên sử dụng động cơ điện để tích trữ năng lượng khi có điện rẻ. Các thành phần chính của UGES là trục, động cơ/máy phát điện, vị trí lưu trữ trên và dưới và thiết bị khai thác. Trục mỏ càng sâu và rộng thì càng có nhiều năng lượng được khai thác từ nhà máy và mỏ càng lớn thì khả năng lưu trữ năng lượng của nhà máy càng cao.
"Khi một mỏ đóng cửa, nó sẽ sa thải hàng nghìn công nhân. Điều này tàn phá các cộng đồng chỉ dựa vào mỏ để đạt được sản lượng kinh tế của họ. UGES sẽ tạo ra một số vị trí tuyển dụng vì mỏ sẽ cung cấp dịch vụ lưu trữ năng lượng sau khi ngừng hoạt động," Julian Hunt nói , một nhà nghiên cứu trong Chương trình Năng lượng, Khí hậu và Môi trường IIASA và là tác giả chính của nghiên cứu. "Các mỏ đã có cơ sở hạ tầng cơ bản và được kết nối với lưới điện, giúp giảm đáng kể chi phí và tạo điều kiện thuận lợi cho việc triển khai các nhà máy UGES."
Các phương pháp lưu trữ năng lượng khác, như pin, mất năng lượng do tự phóng điện trong thời gian dài. Phương tiện lưu trữ năng lượng của UGES là cát, nghĩa là không có năng lượng bị mất đi khi tự phóng điện, cho phép lưu trữ năng lượng trong thời gian cực dài từ vài tuần đến vài năm.
Chi phí đầu tư của UGES khoảng 1 đến 10 USD/kWh và chi phí công suất điện khoảng 2 USD/kWh. Công nghệ này được ước tính có tiềm năng toàn cầu từ 7 đến 70 TWh, với phần lớn tiềm năng này tập trung ở Trung Quốc, Ấn Độ, Nga và Hoa Kỳ.
"Để khử cacbon cho nền kinh tế, chúng ta cần suy nghĩ lại về hệ thống năng lượng dựa trên các giải pháp sáng tạo sử dụng các nguồn tài nguyên hiện có. Biến các mỏ bị bỏ hoang thành nơi lưu trữ năng lượng là một ví dụ về nhiều giải pháp tồn tại xung quanh chúng ta và chúng ta chỉ cần thay đổi cách chúng ta triển khai chúng, " Behnam Zakeri, đồng tác giả nghiên cứu và là nhà nghiên cứu trong Chương trình Năng lượng, Khí hậu và Môi trường của IIASA kết luận.
