為儲存可再生能源,有人將目光投向舊礦井——《華爾街日報》
Rhiannon Hoyle
澳大利亞阿德萊德——曾導致温室氣體排放的採礦作業可能很快將助力減少這些排放。
全球各地企業正試圖利用一項名為抽水蓄能水電的百年技術,將舊礦場改造為可再生能源發電站。這項技術已在多國能源結構中佔有一席之地,其原理類似於巨型電池,以水和重力作為能源。當能源供應充足時,水被抽到高處的蓄水池;當電力需求高漲或其他能源短缺時,釋放蓄水使其流經渦輪機產生水電。最後,這些水會被重新收集並再次抽至高處,形成循環。
專家表示,地表和地下礦場具備成為蓄水池的潛力,與從零開始建造此類電站相比,開發礦場對環境的影響和前期成本更低。
在可再生能源投資加速、俄烏戰爭引發能源安全擔憂以及近期電價飆升的推動下,澳大利亞、美國等市場對抽水蓄能水電項目的提案正日益增多。
澳大利亞黃金生產商Evolution Mining Ltd.執行董事長傑克·克萊因表示:“眼下看來,為抽水蓄能項目籌資似乎比黃金項目更容易。”
投資者的興趣
愛沙尼亞正計劃在一處廢棄礦場建設抽水蓄能水電站,以加強其能源系統。圖片來源:Eesti Energia抽水蓄能技術有望解決可再生能源領域的最大難題——太陽能和風電場無法按需供電。目前政府承擔了評估礦場改造為抽水蓄能設施的主要資金,但投資者對支持能源轉型的投資熱情正日益高漲。
國際水電協會預估,到2030年全球抽水蓄能總裝機容量將翻倍至375吉瓦左右。該協會能源政策經理麗貝卡·埃利斯表示,中國可能貢獻近半增長,另有21個國家在能源政策或氣候行動計劃中設定了抽水蓄能發展目標。
不過專家提醒,大規模改造廢棄礦場的成功案例有限,澳大利亞和歐洲多個擬議項目均未成功。反對者指出,多數礦場規模不足或選址欠佳,與其改造不如在未開發土地新建蓄能設施。
礦業與水電開發企業則反駁稱,礦場改造比新建水庫成本更低,還能為投資者提供負責任退出採礦的經濟動力,新能源運營收益還可用於改善周邊環境。
這些公司表示,選擇抽水蓄能的另一個原因是:對於長期依賴採礦業的社區(通常位於農村或偏遠地區),這類項目能在採礦停止後保留部分當地就業和財政收入。
黃金機遇?
Evolution礦業公司計劃在本年代末其昆士蘭州雷頓山金礦停產後,將其改造成發電容量為1至2吉瓦(視需求而定)的抽水蓄能電站。該公司表示,在用電高峯時段可滿足多達200萬户家庭的日用電需求。
抽水蓄能的一大優勢在於大量礦山已枯竭或即將枯竭。密歇根理工大學羅曼·西多措夫教授團隊近期發佈的研究報告顯示,全美15個州約有1000個適宜該技術的礦場選址。
拜登政府於6月啓動5億美元專項資金,用於將廢棄礦場改造為清潔能源中心。符合條件的項目類型包括抽水蓄能水電。能源部同時指出,根據拜登總統簽署的兩黨基礎設施法案,未來15年將向符合條件的州和原住民部落提供113億美元廢棄礦區土地補助金,部分用於"重振煤炭社區"。
一些企業希望藉此推動抽水蓄能項目提案,尤其為煤炭大州的社區創造新興產業。
在肯塔基州貝爾縣,水電開發企業Rye Development提出在一個前煤礦實施一項價值逾10億美元的項目,可生產約287兆瓦電力,持續八小時,足以供近23萬户家庭用電。其他提案還包括由NextEra Energy Inc.支持的、對加州河濱縣廢棄的鷹山鐵礦進行1.3吉瓦抽水蓄能改造。
過去與現在
威爾士的迪諾威克水電站建在一座舊板岩礦內。圖片來源:Alamy將礦山重新構想為水電電池的概念並不新鮮。位於威爾士北部、綽號"電力山"的1.7吉瓦迪諾威克發電站建於1970年代,前身是一座舊板岩礦。如今由法國公用事業公司Engie SA與百慕大Brookfield Renewable Partners合資運營的迪諾威克電站,在為英國國家電網供電方面發揮着關鍵作用。Engie女發言人表示,該系統能在電網壓力或間歇性供電時快速提供額外電力。
然而,多個前景看好的抽水蓄能項目未能推進。許多批評者對該技術的整體潛力持懷疑態度。
德國前煤礦企業RAG AG(RAG-Stiftung子公司)放棄了在2018年關閉的Prosper-Haniel地下礦應用該技術的計劃,因其未能找到投資者。泰國煤炭開採和電力公司Banpu PCL最近終止了關於改造新南威爾士州一座地下礦的研究。Banpu在7月得出結論稱,需要具備20小時以上儲電能力的大型地表水庫才能使項目在經濟上可行。該公司擔心電池技術正在快速發展以延長持續時間,並且未來可能面臨來自氫能和所謂"車網互動"(即停放的電動汽車可在用電高峯時段供電)等其他競爭技術的風險。
澳大利亞國立大學工程學教授安德魯·布萊克斯是對利用礦區建設抽水蓄能電站持批評態度的學者之一。曾獲政府資助編制抽水蓄能潛力地點圖譜的布萊克斯教授認為,未經開發的場地能按最優方式佈局電站,其經濟性優於廢棄礦區。
“毫無疑問,“他表示,“規模大十倍的項目單位成本會低得多。”
他指出,要實現財務可行性,抽水蓄能通常需要大規模工程、上下水庫間顯著海拔落差以及短而陡的坡度——這些條件組合在礦區往往難以滿足。
相比之下,澳大利亞AGL能源有限公司首席運營官馬庫斯·布羅克霍夫則認為廢棄礦區和小型項目同樣具備經濟可行性。他表示,電力公司需要更多分佈式儲能設施,但電池通常僅有兩小時左右的短週期壽命且需頻繁更換。他補充説,從零開始建設抽水蓄能設施投資巨大,還面臨重大環境與施工風險。
今年9月,AGL與日本出光興產株式會社獲得政府資助,共同研究如何將新南威爾士州百年曆史的馬斯韋爾布魯克煤礦改造成250兆瓦、八小時儲能的抽水蓄能電站。“我們相信這是最經濟的選擇,“布羅克霍夫表示,儘管該合資企業尚未公佈成本估算,“這樣就不需要搬運數百萬立方米的"岩石。
為了平息懷疑者的聲音,該行業需要一個能夠向投資者展示的現代成功案例。專家們正在關注Genex Power有限公司在昆士蘭州基德斯頓附近連接兩個廢棄金礦坑的努力,這將是近40年來澳大利亞首個投入運營的抽水蓄能項目。
Genex希望這座250兆瓦的設施能在2024年底接入電網,運行80年,旨在創造足夠的能源為約14.3萬户家庭供電8小時。該電站的總建造成本預計約為5億美元。
“我認為政府會欣賞這種重新利用舊礦的方式,”Genex首席執行官詹姆斯·哈丁説。
霍伊爾女士是《華爾街日報》駐澳大利亞記者。她的聯繫方式是[email protected]。