Заброшенные шахты могли бы найти новое применение в качестве гравитационных батарей

Примечание редактора: эта статья была впервые опубликована в 2023 году, но была переработана и дополнена новой информацией по состоянию на 14 марта 2025 года.

Если в шахте закончилась руда, это не обязательно означает, что она не представляет ценности. Исследование, проведённое в 2023 году, предполагает, что шахты таких заброшенных рудников могут служить гравитационными аккумуляторами энергии.

Прежде всего, что такое гравитационная батарея?

В двух словах, это система, в которой электричество вырабатывается за счёт опускания тяжёлого груза. Затем это электричество можно использовать в периоды, когда нагрузка на муниципальную сеть высока. В другие периоды, когда в сети избыток энергии, система гравитационных аккумуляторов использует часть этой энергии для поднятия груза, эффективно сохраняя энергию для последующего использования.

Один из наиболее распространённых типов этой технологии — так называемая гидроаккумулирующая электростанция. В этой системе вода сбрасывается с большой высоты, вращая турбины по мере движения вниз. Когда появляется избыток энергии, вода закачивается обратно в исходную точку.

В 2022 году учёные из Международного института прикладного системного анализа (IIASA) в Австрии предложили другой тип гравитационной батареи. Основная идея заключалась в том, что лифты в высотных зданиях будут использовать системы рекуперативного торможения для выработки электроэнергии при спуске грузов с верхних этажей на нижние. Автономные роботы-прицепы будут доставлять грузы в лифты и из лифтов по мере необходимости.

Это подводит нас к системе подземного гравитационного хранения энергии (UGES), предложенной теми же исследователями. В ней также используются лифты, но они находятся в существующих заброшенных шахтах и поднимают и опускают контейнеры с песком.

Ряд электродвигателей-генераторов с обеих сторон шахты будут перемещать каждый лифт вверх и вниз, вырабатывая электричество с помощью рекуперативного торможения на спуске, а затем используя часть этого электричества на подъёме.

Для максимальной эффективности лифты могли бы поднимать груз песка с поверхности, разгружать его в нижней части шахты, а затем возвращаться на поверхность пустыми. Излишне говорить, что при таком сценарии хранилище в нижней части шахты со временем заполнилось бы песком. По этой причине, когда в сети был бы избыток энергии, лифты должны были бы поднимать часть песка наверх. Для погрузки и разгрузки использовалась бы комбинация электрических конвейерных лент и самосвалов.

По оценкам учёных, глобальный потенциал хранения энергии в UGES может составлять от 7 до 70 ТВт·ч (тераватт-часов), при этом большинство установок будут расположены в странах, где уже есть много заброшенных шахт, таких как Китай, Индия, Россия и США.

«Когда шахта закрывается, она увольняет тысячи рабочих [...] Выбросы создадут несколько вакансий, поскольку шахта будет предоставлять услуги по хранению энергии после прекращения работы, - сказал Джулиан Хант из IIASA, ведущий автор документа, посвященного исследованию. – Шахты уже имеют базовую инфраструктуру и подключены к электросети, что значительно снижает затраты и облегчает внедрение установок UGES».

Теперь Хант сообщает нам, что с момента публикации этой статьи с ним связались многие заинтересованные в разработке системы UGES стороны. Среди них были три владельца шахт, два инвестора (в том числе руководитель YouTube) и три разработчика проекта.

Хант также заявляет, что разрабатывает «другие интересные концепции хранения энергии гравитации», которые должны быть опубликованы позднее в 2025 году.

Источник: NEW ATLAS