Когда руда в шахте заканчивается — сооружение просто становится заброшенной дырой в земле, от которого больше нет никакой пользы. Однако, согласно новому исследованию, стволы таких шахт могут служить гравитационными батареями для накопления энергии. Об этой идее и предложениях ученых рассказывается в журнале Energies.

Прежде всего, что такое гравитационная батарея? Вкратце, это накопитель энергии, сохраняющий потенциальную гравитационную энергию, которая используется, как правило, в непиковое время, чтобы поднимать грузы. А потом с помощью генераторавысвобождается для выработки электрической энергии, как правило, в периоды пикового спроса. В других случаях, когда в сети есть избыточная энергия, система гравитационных батарей использует часть этой энергии для подъема грузов, и эффективно сохраняет ее для последующего использования.

Одним из наиболее распространенных типов такой технологии является гидроаккумулирующая система. В этой установке вода падает с большой высоты, вырабатывая электроэнергию за счет вращения турбин. Когда набирается объем избыточной энергии, вода закачивается обратно в исходную точку.

В прошлом году ученые из австрийского Международного института прикладного системного анализа (IIASA) предложили другой тип гравитационной батареи. Основная идея заключалась в том, чтобы использовать лифты в высотных зданиях и их системы рекуперативного торможения (ред. — система, которая возвращает часть затраченной на торможение энергии) для выработки электроэнергии при опускании полезной нагрузки с верхних этажей на нижние. Автономные роботы-трейлеры должны втягивать грузы в лифты и вывозить их по мере необходимости.

Это подводит нас к системе подземного гравитационного хранения энергии (UGES), недавно предложенной теми же исследователями. Она также использует лифты, но только не в высотных домах, а в заброшенных шахтных стволах. Такие лифты должны поднимать и опускать контейнеры, наполненные песком. При этом ряд электродвигателей/генераторов по обеим сторонам шахты будут перемещать каждый лифт вверх и вниз, вырабатывая по пути вниз электроэнергию за счет того самого рекуперативного торможения, а затем используя часть этой электроэнергии на обратном пути. Для погрузки и разгрузки песка предложена комбинация электрических конвейерных лент и самосвалов.

По оценкам ученых, в УГЭС — глобальный потенциал хранения энергии, от 7 до 70 ТВтч (тераватт-часов). При этом большинство таких станций могут быть расположены в странах, где уже есть много заброшенных шахт, например, в Китае, Индии, России.

«Когда шахта закрывается, она увольняет тысячи рабочих. УГЭС создаст вакансии, поскольку шахта будет предоставлять услуги по хранению энергии уже после прекращения работы, — отметил ведущий автор исследования из IIASA Джулиан Хант. — Шахты уже имеют базовую инфраструктуру и подключены к электросети, что значительно удешевляет и облегчает внедрение установок УГЭС».