Будущее за возобновляемыми источниками энергии, они доступны во всех странах, но их потенциал еще не полностью раскрыт. По данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии, к 2050 году 90% электроэнергии в мире должно производиться за счет возобновляемых источников энергии.
Такие источники энергии, как солнце и ветер, непостоянны, поэтому крайне важно найти инновационные способы хранения энергии доступным и эффективным способом. Существуют эффективные решения для повседневного хранения энергии, такие как батареи, но отсутствует экономически эффективное долгосрочное решение.
Группа исследователей разработала новый способ хранения энергии путем транспортировки песка в заброшенные подземные шахты. Новый метод, получивший название «Подземное гравитационное хранилище энергии» (UGES), предлагает эффективное решение для долгосрочного хранения энергии с использованием не действующих шахт, число которых во всем мире исчисляется миллионами.
«Шахты уже имеют базовую инфраструктуру и подключены к электросети, что значительно удешевляет и облегчает внедрение установок UGES», - говорит Джулиан Хант, исследователь программы IIASA «Энергия, климат и окружающая среда».
Основными компонентами UGES являются: шахта, генератор, верхнее и нижнее хранилища и горно-шахтное оборудование. UGES вырабатывает электроэнергию, когда цена высока, опуская песок в подземный рудник. Затем потенциальная энергия песка преобразуется в электричество посредством рекуперативного торможения. Затем песок поднимается из шахты в верхний резервуар с помощью электродвигателей для хранения энергии, когда электричество дешевое.
Чем глубже и шире шахта, тем больше энергии можно извлечь из установки, а чем крупнее шахта, тем выше энергоемкость установки.
Поскольку средой хранения энергии UGES является песок, потери энергии на саморазряд нулевые, в отличие от обычных батарей. Это позволяет хранить энергию сверхдлительное время от нескольких недель до нескольких лет.
Исследователи отмечают, что инвестиционные затраты UGES составляют от 1 до 10 долларов США за кВтч, а стоимость мощности – 2000 долларов США за кВт. По оценкам, технология имеет глобальный потенциал от 7 до 70 ТВтч, причем большая часть этого потенциала сосредоточена в Китае, Индии и США.
«Чтобы обезуглероживать экономику, нам нужно переосмыслить энергетическую систему на основе инновационных решений с использованием существующих ресурсов. Превращение заброшенных шахт в хранилища энергии - один из примеров многих решений, которые существуют вокруг нас, и нам нужно только изменить способ их развертывания», - сказал Бехнам Закери, соавтор исследования и исследователь программы IIASA по энергетике, климату и окружающей среде.
