Из заброшенных шахт учёные предложили сделать гравитационные аккумуляторы

Заброшенные горные выработки по всему миру могут получить вторую жизнь в качестве гигантских подземных аккумуляторов, способствующих переходу на возобновляемую энергетику. Согласно новому исследованию, адаптация старых шахт для гравитационного накопления энергии позволит создать десятки тераватт-часов резервных мощностей, одновременно решая социально-экономические проблемы закрытых горнодобывающих регионов.

Подземные гравитационные хранилища: принцип работы

Технология, известная как Underground Gravity Energy Storage (UGES), использует простой физический принцип. В периоды, когда в сети наблюдается избыток электроэнергии — например, от интенсивной работы солнечных панелей или ветряков, — специальная система поднимает тяжелый сыпучий материал, такой как песок, с нижних уровней шахты на верхние. Энергия таким образом «консервируется» в виде потенциальной энергии груза. Когда спрос на электричество растет, а генерация падает, песок сбрасывается вниз по стволу, приводя в движение генераторы и возвращая энергию обратно в сеть.

Ключевое преимущество: готовая инфраструктура

Основной экономический смысл проекта заключается в использовании уже существующей инфраструктуры. Заброшенные шахты обладают глубокими вертикальными стволами, разветвленной сетью тоннелей, подключением к энергосетям и транспортной логистикой. Это на порядки снижает капитальные затраты по сравнению со строительством аналогичных гравитационных хранилищ «с нуля». Для реализации UGES потребуется модернизировать подъемные механизмы, установить генераторы и автоматизировать систему конвейеров для перемещения песка.

Мировой потенциал и регионы-лидеры

Ученые оценивают глобальный потенциал технологии в колоссальные 7–70 ТВт·ч накопительной емкости. Наиболее перспективными для развертывания таких систем являются страны с длительной историей масштабной добычи полезных ископаемых, где скопилось огромное количество неиспользуемых выработок. В первую очередь это Китай, Индия, США и Россия. Внедрение UGES может превратить эти индустриальные «шрамы» в стратегические активы для национальной энергобезопасности.

Социальный эффект: новые рабочие места после закрытия шахт

Помимо энергетической выгоды, технология предлагает решение острой социальной проблемы. Закрытие шахты обычно ведет к массовым увольнениям и депрессии целых регионов. UGES способна создать новые рабочие места для обслуживания и мониторинга системы хранения энергии. Таким образом, шахтерский городок может сохранить часть занятости и экономическую активность, перепрофилировавшись с добычи ресурсов на их хранение в новом, энергетическом смысле.

Концепция накопления энергии с помощью гравитации не нова — она десятилетиями успешно работает в виде гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС), где роль «груза» играет вода. Однако ГАЭС требуют специфического рельефа и масштабного строительства, что ограничивает их распространение. UGES предлагает более универсальный и локализованный подход, особенно для равнинных территорий, лишенных условий для классических ГАЭС.

Несмотря на привлекательность идеи, ее реализация столкнется с серьезными инженерными вызовами. Ключевым вопросом остается долгосрочная стабильность и безопасность подземных конструкций, которые могут деградировать без постоянного обслуживания. Регулярный мониторинг состояния стволов и тоннелей, а также меры по предотвращению обрушений потребуют значительных и постоянных инвестиций. Тем не менее, по мере роста доли нестабильной ветровой и солнечной генерации в энергобалансе стран, поиск доступных и масштабируемых решений для хранения энергии становится критически важным, и заброшенные шахты могут оказаться неожиданным, но логичным ответом на этот вызов.