美科學家研發「水電池」技術 廢棄煤礦轉為潔淨能源儲存設施

商傳媒
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美科學家研發「水電池」技術 廢棄煤礦轉為潔淨能源儲存設施
美科學家研發「水電池」技術 廢棄煤礦轉為潔淨能源儲存設施
圖/本報資料庫

商傳媒|責任編輯/綜合外電報導

美國數千座廢棄煤礦可能轉變為巨型「水電池」,儲存潔淨能源。《The Times of India》報導,橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory)的科學家正在開發先進建模工具,將這些地下網絡轉化為大型抽蓄水力儲能系統。此概念有機會為缺乏山脈或傳統水力發電廠的地區,提供長期的再生能源儲存方案,並為受煤礦產業影響的社區帶來新的經濟發展機會。

抽蓄水力發電是目前主要的儲能方式,在全球儲能佔比超過 90%。其基本原理是利用電力將水抽到位於高處的水庫,在用電需求高峰時,再將水釋放回低處,通過渦輪機產生電力。

橡樹嶺國家實驗室的研究人員認為,廢棄煤礦可以解決地形限制問題。他們提出將下層水庫設置在現有的礦井深處,利用礦井本身的高度落差產生水壓,推動渦輪機發電。相較於傳統抽蓄水力發電,此方法不需在地面上興建大型水庫,可降低成本,並加速開發。

然而,將煤礦轉為水力儲能設施並非易事。過去採礦遺留的礦物質可能與水產生反應,腐蝕設備。為此,橡樹嶺團隊建立了詳細的水動力和化學模擬,追蹤水在礦井隧道中的流動方式,並分析水與周圍岩石中礦物質的相互作用。透過這些模型,工程師可以評估隧道壁是否可能破裂或崩塌,並設計系統降低腐蝕風險。

對許多以煤礦為中心的城鎮而言,這項計畫別具意義。這些礦場過去是工業經濟的動力來源,現在則可能轉為支持潔淨能源。儲能計畫也能在礦業衰退的地區創造新的就業機會,例如工程師、技術人員和維護人員。雖然目前承諾創造大量就業機會還為時過早,但將環境負擔轉化為有用的基礎設施,在需要監測和維護廢棄礦場的地區,具有相當的吸引力。

儲能是轉向再生能源的最大挑戰之一。太陽能和風能可以產生大量電力,但並非總能在人們需要時供電。水電池的技術若能成熟,將有助於解決再生能源間歇性的問題。對台灣而言,發展多元儲能技術,搭配儲能設施,有助於提高電網的穩定性和韌性,並提升再生能源的利用率。