科学家建议将废弃的矿井变成重力电池

一旦一个矿井的矿石被开采殆尽，它就真的没有任何用处了--它只是变成了一个废弃的地洞。然而，根据一项新的研究，这种矿井可以作为能量储存的重力电池。首先，什么是重力电池？简而言之，它是一个系统，通过释放重物，让其下降来产生电力。然后，当对城市电网的需求很高时，这些电力可以被使用。

在其他时候，当电网有多余的能量时，重力电池系统使用一些能量来拉动负载，有效地储存能量供以后使用。

该技术最常见的类型之一是所谓的抽水蓄能水电系统。在这种设置中，水从高海拔地区被释放出来，在流向山下时通过旋转涡轮机来发电。当有多余的能量时，这些水被抽回起点。

去年，奥地利国际应用系统分析研究所（IIASA）的科学家提出了一种不同类型的重力电池。其基本想法是，高层建筑中的电梯将使用再生制动系统来发电，同时将有重量的有效载荷从较高楼层降到较低楼层。自主的拖车机器人将根据需要把货物拉进和拉出电梯。

这给我们带来了基于矿山的地下重力储能（UGES）系统，最近由相同的研究人员提出。它同样会利用电梯，但这些电梯将在现有的废弃矿井中，而且它们将提升和降低装满沙子的容器。

拟议的地下重力储能系统的图示

竖井两侧的一系列电动机/发电机组将使每个电梯上下移动，在下行时通过再生制动发电，然后在上行时使用其中的一些电力。

为了获得最大的效率，电梯可以在地面上装载沙子，在井底将其移走，然后空着返回地面。不用说，在这种情况下，井底的储存区最终会被沙子填满。出于这个原因，当电网中的能量过剩时，电梯将不得不把一些沙子带回顶部。电动传送带和自卸卡车的组合将被用于上、下料。

科学家们估计，UGES的全球储能潜力为7至70太瓦时（terawatt hours），其中大多数工厂位于已经有大量废弃矿井的国家，如中国、印度、俄罗斯和美国。

"当一个矿山关闭时，它将解雇成千上万的工人[......]UGES将创造一些空缺，因为矿山在停止运营后将提供储能服务，"IIASA的Julian Hunt说，他是该研究论文的主要作者。"矿山已经拥有基本的基础设施，并与电网相连，这大大降低了成本，有利于UGES工厂的实施。"

这篇论文最近发表在《能源》杂志上。