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美國廢棄煤礦或變身地下儲(chǔ)能基地 助力可再生能源發(fā)展
【摘要】美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）研究人員表示，美國數(shù)量龐大的廢棄煤礦未來有望被改造為大型地下儲(chǔ)能設(shè)施，在可再生能源快速發(fā)展的背景下為電網(wǎng)穩(wěn)定提供支持。
美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）研究人員表示，美國數(shù)量龐大的廢棄煤礦未來有望被改造為大型地下儲(chǔ)能設(shè)施，在可再生能源快速發(fā)展的背景下為電網(wǎng)穩(wěn)定提供支持。
數(shù)據(jù)顯示，美國目前約有50萬處廢棄煤礦，其中許多形成于20世紀(jì)70年代以前。當(dāng)時(shí)相關(guān)礦山復(fù)墾監(jiān)管制度尚不完善，這些礦區(qū)如今普遍存在環(huán)境與安全隱患，包括礦井積水污染、地面不穩(wěn)定以及未封閉礦井等問題。
研究人員認(rèn)為，將這些廢棄礦井改造為儲(chǔ)能設(shè)施，不僅有助于緩解上述環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，還能夠?yàn)榭稍偕茉床⒕W(wǎng)提供重要支撐。
抽水蓄能技術(shù)通過在電力供應(yīng)充裕時(shí)將水抽送至高處儲(chǔ)存，在用電需求上升時(shí)再通過水輪機(jī)發(fā)電釋放能量，是目前應(yīng)用最成熟、規(guī)模最大的長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)之一。隨著風(fēng)電和太陽能裝機(jī)規(guī)模不斷擴(kuò)大，電力系統(tǒng)對(duì)長時(shí)儲(chǔ)能的需求也在增加。
相比之下，鋰離子電池通常只能儲(chǔ)存約4小時(shí)的電力，而抽水蓄能可以實(shí)現(xiàn)更長時(shí)間的儲(chǔ)能，有助于平衡因天氣變化導(dǎo)致的可再生能源發(fā)電波動(dòng)。
與此同時(shí)，煤炭在美國能源結(jié)構(gòu)中的地位正持續(xù)下降。相關(guān)研究顯示，煤電在美國電力結(jié)構(gòu)中的占比已從2010年的約45%持續(xù)下滑，并可能在2035年前降至1%以下。
煤炭產(chǎn)業(yè)衰退給許多傳統(tǒng)礦區(qū)社區(qū)帶來就業(yè)減少和經(jīng)濟(jì)下滑等挑戰(zhàn)。分析認(rèn)為，如果廢棄煤礦能夠轉(zhuǎn)型為儲(chǔ)能設(shè)施，不僅可為當(dāng)?shù)貏?chuàng)造新的就業(yè)機(jī)會(huì)，也有望推動(dòng)相關(guān)地區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施升級(jí)。
美國政府近年來已撥款用于治理廢棄礦山帶來的環(huán)境問題。2025年，美國政府撥出7.25億美元，用于清理歷史遺留煤礦并支持礦區(qū)經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇。
不過，專家指出，該方案仍面臨一定技術(shù)挑戰(zhàn)。地下礦井通常具有復(fù)雜的化學(xué)環(huán)境和不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，在建設(shè)儲(chǔ)能設(shè)施前必須對(duì)水流條件、巖體穩(wěn)定性等因素進(jìn)行詳細(xì)評(píng)估。
橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室研究人員表示，其開發(fā)的高分辨率水動(dòng)力學(xué)和化學(xué)模型有助于能源企業(yè)評(píng)估具體礦區(qū)條件，并設(shè)計(jì)安全可行的抽水蓄能項(xiàng)目。
如果相關(guān)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，大量廢棄煤礦未來有望從環(huán)境負(fù)擔(dān)轉(zhuǎn)變?yōu)橹坞娋W(wǎng)運(yùn)行的重要能源基礎(chǔ)設(shè)施。
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