因矿藏枯竭、煤业没落,那些承载过往黑金岁月的废弃煤矿坑如何活化?最近中国团队设想,这些矿坑有机会转型成抽水蓄电发电厂,再搭配太阳能与风力发电设施,摇身一变新型发电设施。
根据重庆大学和中国投资公司陕西投资集团分析,中国现在有 3,868 个关闭矿坑能以此模式转型。可以善加利用煤矿坑的矿井,转变成抽水蓄电厂的上下储水池。
其中抽水蓄电厂都分成上下两层,当用电需求低或是电价低时,将会把水从低处输送到上层水池,电力需求高、需要更多的电力供应时,则透过将上层蓄水池的水释放至下层,利用水位能来推动涡轮机输送电力,而上下水池理想高度差为 100 米。
团队认为,地底矿坑有许多矿井与通道,但这些矿坑退役后,为了不让矿井积水成灾、抑或是造成环境污染,还需要长时间维持水位、进行水处理,因此若要评估近 4 千座废弃矿坑,还需要考量到蓄水量、可用体积与流体交换。
团队强调,蓄水量不仅取决于矿井空间,还要考量土壤岩石的孔隙率与渗透度。孔隙率愈高、含水量也愈高,渗透度愈大、地下水也愈容易流动,团队的系统设计还包括在水池最高水位 2 米处建造通风井,让抽水和注水期间的空气流动更顺畅。
模型模拟也显示,废弃煤矿改建抽水蓄电可以确保一年内的平均系统效率达到 82.8%,预估每体积调节能量(REPV)为 2.82 kWh/m3。
研究员认为,这方案技术上可行,但还是得注意矿坑的环境,以免酸性水腐蚀植物跟土壤,释放出金属离子或重金属,破坏地下结构并污染周围水体,更不能忽略水质检测与净化处理,这些都是矿坑必须要注意的环境议题。
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(首图来源:pixabay)