为储存可再生能源,有人将目光投向旧矿井——《华尔街日报》
Rhiannon Hoyle
澳大利亚阿德莱德——曾导致温室气体排放的采矿作业可能很快将助力减少这些排放。
全球各地企业正试图利用一项名为抽水蓄能水电的百年技术,将旧矿场改造为可再生能源发电站。这项技术已在多国能源结构中占有一席之地,其原理类似于巨型电池,以水和重力作为能源。当能源供应充足时,水被抽到高处的蓄水池;当电力需求高涨或其他能源短缺时,释放蓄水使其流经涡轮机产生水电。最后,这些水会被重新收集并再次抽至高处,形成循环。
专家表示,地表和地下矿场具备成为蓄水池的潜力,与从零开始建造此类电站相比,开发矿场对环境的影响和前期成本更低。
在可再生能源投资加速、俄乌战争引发能源安全担忧以及近期电价飙升的推动下,澳大利亚、美国等市场对抽水蓄能水电项目的提案正日益增多。
澳大利亚黄金生产商Evolution Mining Ltd.执行董事长杰克·克莱因表示:“眼下看来,为抽水蓄能项目筹资似乎比黄金项目更容易。”
投资者的兴趣
爱沙尼亚正计划在一处废弃矿场建设抽水蓄能水电站,以加强其能源系统。图片来源:Eesti Energia抽水蓄能技术有望解决可再生能源领域的最大难题——太阳能和风电场无法按需供电。目前政府承担了评估矿场改造为抽水蓄能设施的主要资金,但投资者对支持能源转型的投资热情正日益高涨。
国际水电协会预估,到2030年全球抽水蓄能总装机容量将翻倍至375吉瓦左右。该协会能源政策经理丽贝卡·埃利斯表示,中国可能贡献近半增长,另有21个国家在能源政策或气候行动计划中设定了抽水蓄能发展目标。
不过专家提醒,大规模改造废弃矿场的成功案例有限,澳大利亚和欧洲多个拟议项目均未成功。反对者指出,多数矿场规模不足或选址欠佳,与其改造不如在未开发土地新建蓄能设施。
矿业与水电开发企业则反驳称,矿场改造比新建水库成本更低,还能为投资者提供负责任退出采矿的经济动力,新能源运营收益还可用于改善周边环境。
这些公司表示,选择抽水蓄能的另一个原因是:对于长期依赖采矿业的社区(通常位于农村或偏远地区),这类项目能在采矿停止后保留部分当地就业和财政收入。
黄金机遇?
Evolution矿业公司计划在本年代末其昆士兰州雷顿山金矿停产后,将其改造成发电容量为1至2吉瓦(视需求而定)的抽水蓄能电站。该公司表示,在用电高峰时段可满足多达200万户家庭的日用电需求。
抽水蓄能的一大优势在于大量矿山已枯竭或即将枯竭。密歇根理工大学罗曼·西多措夫教授团队近期发布的研究报告显示,全美15个州约有1000个适宜该技术的矿场选址。
拜登政府于6月启动5亿美元专项资金,用于将废弃矿场改造为清洁能源中心。符合条件的项目类型包括抽水蓄能水电。能源部同时指出,根据拜登总统签署的两党基础设施法案,未来15年将向符合条件的州和原住民部落提供113亿美元废弃矿区土地补助金,部分用于"重振煤炭社区"。
一些企业希望借此推动抽水蓄能项目提案,尤其为煤炭大州的社区创造新兴产业。
在肯塔基州贝尔县,水电开发企业Rye Development提出在一个前煤矿实施一项价值逾10亿美元的项目,可生产约287兆瓦电力,持续八小时,足以供近23万户家庭用电。其他提案还包括由NextEra Energy Inc.支持的、对加州河滨县废弃的鹰山铁矿进行1.3吉瓦抽水蓄能改造。
过去与现在
威尔士的迪诺威克水电站建在一座旧板岩矿内。图片来源:Alamy将矿山重新构想为水电电池的概念并不新鲜。位于威尔士北部、绰号"电力山"的1.7吉瓦迪诺威克发电站建于1970年代,前身是一座旧板岩矿。如今由法国公用事业公司Engie SA与百慕大Brookfield Renewable Partners合资运营的迪诺威克电站,在为英国国家电网供电方面发挥着关键作用。Engie女发言人表示,该系统能在电网压力或间歇性供电时快速提供额外电力。
然而,多个前景看好的抽水蓄能项目未能推进。许多批评者对该技术的整体潜力持怀疑态度。
德国前煤矿企业RAG AG(RAG-Stiftung子公司)放弃了在2018年关闭的Prosper-Haniel地下矿应用该技术的计划,因其未能找到投资者。泰国煤炭开采和电力公司Banpu PCL最近终止了关于改造新南威尔士州一座地下矿的研究。Banpu在7月得出结论称,需要具备20小时以上储电能力的大型地表水库才能使项目在经济上可行。该公司担心电池技术正在快速发展以延长持续时间,并且未来可能面临来自氢能和所谓"车网互动"(即停放的电动汽车可在用电高峰时段供电)等其他竞争技术的风险。
澳大利亚国立大学工程学教授安德鲁·布莱克斯是对利用矿区建设抽水蓄能电站持批评态度的学者之一。曾获政府资助编制抽水蓄能潜力地点图谱的布莱克斯教授认为,未经开发的场地能按最优方式布局电站,其经济性优于废弃矿区。
“毫无疑问,“他表示,“规模大十倍的项目单位成本会低得多。”
他指出,要实现财务可行性,抽水蓄能通常需要大规模工程、上下水库间显著海拔落差以及短而陡的坡度——这些条件组合在矿区往往难以满足。
相比之下,澳大利亚AGL能源有限公司首席运营官马库斯·布罗克霍夫则认为废弃矿区和小型项目同样具备经济可行性。他表示,电力公司需要更多分布式储能设施,但电池通常仅有两小时左右的短周期寿命且需频繁更换。他补充说,从零开始建设抽水蓄能设施投资巨大,还面临重大环境与施工风险。
今年9月,AGL与日本出光兴产株式会社获得政府资助,共同研究如何将新南威尔士州百年历史的马斯韦尔布鲁克煤矿改造成250兆瓦、八小时储能的抽水蓄能电站。“我们相信这是最经济的选择,“布罗克霍夫表示,尽管该合资企业尚未公布成本估算,“这样就不需要搬运数百万立方米的"岩石。
为了平息怀疑者的声音,该行业需要一个能够向投资者展示的现代成功案例。专家们正在关注Genex Power有限公司在昆士兰州基德斯顿附近连接两个废弃金矿坑的努力,这将是近40年来澳大利亚首个投入运营的抽水蓄能项目。
Genex希望这座250兆瓦的设施能在2024年底接入电网,运行80年,旨在创造足够的能源为约14.3万户家庭供电8小时。该电站的总建造成本预计约为5亿美元。
“我认为政府会欣赏这种重新利用旧矿的方式,”Genex首席执行官詹姆斯·哈丁说。
霍伊尔女士是《华尔街日报》驻澳大利亚记者。她的联系方式是[email protected]。