Перспективна технологія. Закинуті вугільні шахти США стануть велетенськими «водяними батареями»

Створення високоточних гідродинамічних та хімічних моделей стало ключовим кроком до розв’язання технічних проблем, які раніше перешкоджали будівництву гідроакумулюючих електростанцій(ГАЕС) на місці колишніх виробіток.

Читайте также: Велика трансформація. Гігантська зірка змінила колір і готується до вибуху

Ця інновація пропонує комплексне рішення для енергетичного сектору США: вона забезпечує можливість довготривалого зберігання ресурсів, необхідних для переходу до вуглецево-нейтральної мережі, та водночас сприяє економічному відродженню колишніх шахтарських регіонів.

Принцип роботи традиційної ГАЕС, яку часто називають«водяною батареєю», полягає у переміщенні води між двома резервуарами на різних рівнях висоти. Коли електроенергія дешева або виробляється в надлишку(наприклад, сонячними станціями), воду перекачують у верхню точку. У періоди пікового попиту воду скидають через турбіни, генеруючи електрику.

Попри те, що на ГАЕС припадає понад 90% великих потужностей для зберігання енергії в США, їхній розвиток стримувався географією. Традиційні установки потребують наявності гірських масивів для створення необхідного напору води. Розробка ORNL змінює цей підхід, переносячи процеси під землю. Використання глибоких вертикальних шахт і тунелів як нижніх резервуарів дозволяє будувати такі станції навіть у рівнинних регіонах. Крім того, залучення вже існуючої інфраструктури, що залягає на сотні метрів під поверхнею, суттєво зменшує витрати на будівництво та прискорює реалізацію проєктів.

Читайте также: Вчені довели що Земля може залишатися придатною для життя навіть без участі живих організмів

Однак адаптація вугільних шахт є складним інженерним завданням через хімічну активність середовища та специфічну структуру підземель. Старший науковий співробітник ORNL Тхієн Нгуєн зазначає, що головними викликами залишаються хімічна ерозія та структурна стійкість об’єктів. Нові цифрові моделі дозволяють інженерам з високою точністю прогнозувати рух води в тунелях та її взаємодію з мінералами. Це критично важливо для запобігання корозії дороговартісних турбін та оцінки цілісності стінок шахт під високим тиском, щоб уникнути їхнього обвалення.

Наразі команда дослідників переходить до етапу всебічного техніко-економічного аналізу. За словами науковця Галена Фейдера, ці інструменти допоможуть галузевим партнерам оцінювати ризики та приймати обґрунтовані рішення щодо проектування та експлуатації конкретних об’єктів. Таким чином, колишні промислові зони, які десятиліттями були екологічним тягарем, можуть стати ключовим активом для стабілізації енергетики майбутнього.