دعم انتقال الطاقة المستدامة.. تقنية جديدة لتحويل المناجم المهجورة إلى بطاريات.. تخزين الطاقة تحت الأرض

تعد مصادر الطاقة المتجددة أساسية لانتقال الطاقة نحو مستقبل أكثر استدامة. ومع ذلك ، نظرًا لأن مصادر مثل أشعة الشمس والرياح متغيرة وغير متسقة بطبيعتها، فإن إيجاد طرق لتخزين الطاقة بطريقة سهلة الوصول وفعالة أمر بالغ الأهمية، في حين أن هناك العديد من الحلول الفعالة لتخزين الطاقة اليومية، والأكثر شيوعًا هو البطاريات، إلا أن الحل طويل الأجل والفعال من حيث التكلفة لا يزال غير موجود.

في دراسة جديدة قادها المعهد الدولي لتحليل الأنظمة التطبيقية (IIASA)، طور فريق دولي من الباحثين طريقة جديدة لتخزين الطاقة عن طريق نقل الرمال إلى مناجم مهجورة تحت الأرض. تقترح التقنية الجديدة ، المسماة Underground Gravity Energy Storage (UGES) ، حلاً فعالاً لتخزين الطاقة على المدى الطويل مع الاستفادة أيضًا من مواقع التعدين البائدة ، والتي من المحتمل أن تصل إلى الملايين على مستوى العالم.

يولد UGES الكهرباء عندما يكون السعر مرتفعًا عن طريق خفض الرمال إلى منجم تحت الأرض وتحويل الطاقة الكامنة للرمل إلى كهرباء عن طريق الكبح المتجدد ، ثم رفع الرمال من المنجم إلى خزان علوي باستخدام محركات كهربائية لتخزين الطاقة عندما تكون الكهرباء رخيص. المكونات الرئيسية لـ UGES هي العمود والمحرك/ المولد ومواقع التخزين العلوية والسفلية ومعدات التعدين. كلما كان عمود المناجم أعمق وأوسع ، يمكن استخراج المزيد من الطاقة من المصنع ، وكلما زاد حجم المنجم ، زادت سعة تخزين الطاقة بالمحطة.

نُشر العمل في مجلة Energies ، ويقول جوليان هانت، باحث في برنامج IIASA للطاقة والمناخ والبيئة والمؤلف الرئيسي للدراسة: “عندما يتم إغلاق منجم ، فإنه يؤدي إلى فقدان آلاف العمال. وهذا يدمر المجتمعات التي تعتمد فقط على المنجم في إنتاجها الاقتصادي. ستخلق UGES عددًا قليلاً من الوظائف الشاغرة، حيث سيوفر المنجم خدمات تخزين الطاقة بعد أن توقف العمليات”، “المناجم لديها بالفعل البنية التحتية الأساسية ومتصلة بشبكة الطاقة، مما يقلل بشكل كبير من التكلفة ويسهل تنفيذ محطات UGES.”

طرق تخزين الطاقة الأخرى ، مثل البطاريات ، تفقد الطاقة عن طريق التفريغ الذاتي على مدى فترات طويلة. إن وسيلة تخزين الطاقة في UGES هي الرمل، مما يعني أنه لا توجد طاقة مفقودة للتفريغ الذاتي ، مما يتيح تخزين الطاقة لفترة طويلة جدًا تتراوح من أسابيع إلى عدة سنوات.

تتراوح تكاليف الاستثمار في UGES من 1 إلى 10 دولارات أمريكية / كيلوواط ساعة وتكاليف قدرة الطاقة حوالي 2 دولار أمريكي/ كيلوواط. يقدر أن التكنولوجيا لديها إمكانات عالمية من 7 إلى 70 تيراواط ساعة، مع تركز معظم هذه الإمكانات في الصين والهند وروسيا والولايات المتحدة.

يختتم بهنام زكيري ، مؤلف مشارك في الدراسة وباحث في برنامج IIASA للطاقة والمناخ والبيئة،”لإزالة الكربون من الاقتصاد ، نحتاج إلى إعادة التفكير في نظام الطاقة على أساس الحلول المبتكرة باستخدام الموارد الحالية. يعد تحويل المناجم المهجورة إلى تخزين للطاقة مثالاً على العديد من الحلول الموجودة من حولنا، ولا نحتاج إلا إلى تغيير الطريقة التي نستخدمها بها”,