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一旦一个矿井的矿石耗尽了 ， 它就真的没有任何用处了 —— 它只是一个被遗弃的地下洞 。 然而 ， 根据一项新的研究 ， 这种矿井的竖井可以用于储能重力电池 。
上图：科学家估计 ， 在世界范围内 ， 可能有数百万废弃的矿井适合储存能量 。
首先 ， 什么是重力电池？
简而言之 ， 这是一个通过释放重负荷让其下降 ， 来发电的系统 。 这些电力可以在城市电网需求高的时候使用 。 在其他时候 ， 当电网中有多余的能量时 ， 重力电池系统使用部分能量将负载拉回 ， 有效地存储能量以供以后使用 。
最常见的一种技术是抽水蓄能水力发电系统 。 在这种情景中 ， 水从高海拔释放出来 ， 在向下流动时通过旋转涡轮机来发电 。 当有多余的能量可用时 ， 水就会被泵回起点 。
去年 ， 奥地利国际应用系统分析研究所（IIASA）的科学家们提出了一种不同类型的重力电池 。 其基本理念是 ， 高层建筑中的电梯将使用再生制动系统来发电 ， 同时将加权有效载荷从较高楼层降低到较低楼层 。 自动拖车机器人将根据需要将货物拉进和拉出电梯 。
这让我们想到了由同一组研究人员最近提出的基于矿井的地下重力能量存储（UGES）系统 。 它同样也会利用电梯 ， 但这些电梯将位于现有的废弃矿井的竖井中 ， 它们将升降装满沙子的容器 。
上图：拟建地下重力储能系统示意图 。
竖井两侧的一系列电动马达/发电机组将使每部电梯上下移动 ， 在下降过程中通过再生制动发电 ， 然后在上升过程中利用其中的一些电力 。
为了提高效率 ， 升降机可以在废矿井地面装载砂石 ， 在竖井底部将砂石移除 ， 然后空载返回地面 。 不用说 ， 在这种情况下 ， 竖井底部的存储区域最终会被沙子填满 。 由于这个原因 ， 当电网中有多余的能量时 ， 电梯会将一些砂石带回地面 。 电动传送带和自卸卡车的组合将用于装卸 。
科学家们估计 ， UGES 的全球储能潜力为7至70太瓦时 ， 其中大多数工厂位于已经有大量废弃矿山的国家 ， 如中国、印度、俄罗斯和美国 。
该研究论文的第一作者、IIASA 的朱利安·亨特（Julian Hunt）说：“当一个矿山关闭时 ， 它会解雇数千名工人 …… UGES将创造一些岗位 ， 因为矿山在停止运营后将提供储能服务 。 矿山已经具备了基本的基础设施 ， 并与电网相连 ， 这大大降低了成本 ， 并促进了 UGES 工厂的实施 。 ”
这篇论文最近发表在《能源》杂志上 。
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