Oamenii de știință de la Oak Ridge National Laboratory au descoperit o modalitate de a transforma cele 500.000 de mine de cărbune abandonate ale națiunii în stocare de energie pe termen lung, folosind tehnologia hidro-acumulării. Reproiectarea minelor ar ajuta la curățarea pericolelor de mediu, la stabilizarea rețelei electrice pentru tranziția la energia regenerabilă și la aducerea de locuri de muncă și creștere economică atât de necesare comunităților miniere foste.
Deși există provocări, cum ar fi mediul chimic activ din interiorul minelor, modelarea hidrodinamică și chimică avansată a ORNL este esențială pentru evaluarea riscurilor și informarea asupra proiectării instalațiilor.
În Statele Unite există până la jumătate de milion de mine de cărbune abandonate. Aceste mine reprezintă o amenințare majoră pentru sănătatea și siguranța publică, pe lângă bunăstarea mediului. Deși multe dintre aceste situri au fost abandonate încă din anii 1970, înainte de stabilirea reglementărilor federale pentru recuperarea lor, ele ar putea fi în cele din urmă curățate și chiar transformate într-o bancă de energie pentru revoluția regenerabilă.
Oamenii de știință de la Oak Ridge National Laboratory (ORNL) au anunțat recent o descoperire majoră în dezvoltarea unei metodologii de transformare a celor 500.000 de mine de cărbune abandonate ale națiunii în stocare de energie pentru a sprijini rețeaua electrică. Folosind modele hidrodinamice și chimice de înaltă fidelitate, echipa a demonstrat modul în care aceste situri ar putea fi transformate fezabil în instalații hidro-acumulare, capabile de stocare a energiei pe termen lung.
O astfel de descoperire ar oferi beneficii multiple. În primul rând, ar ajuta la curățarea și reproiectarea minelor de cărbune defuncte care abundă în „pericole precum puțuri miniere deschise, pereți înalți instabili, subsidențe și apă poluată care pot amenința case, drumuri și infrastructura publică”, conform unui raport recent de la Mining.com. Administrația Trump a recunoscut recent urgența acestei amenințări și a alocat 725 de milioane de dolari în 2025 pentru a „curăța minele de cărbune abandonate și a restabili oportunitățile în comunitățile istorice de cărbune din America”. Dar transformarea efectivă a acestor mine dintr-o răspundere într-un activ ar putea aduce beneficii reverberante pentru securitatea energetică, mediu și economie.
În al doilea rând, ar aduce locuri de muncă și creștere economică atât de necesare comunităților miniere foste. Acest lucru poate oferi o salvare în multe părți ale țării care se confruntă cu prăbușirea aproape totală a economiilor locale, pe măsură ce exploatarea cărbunelui continuă declinul său terminal. În ciuda eforturilor administrației Trump de a revitaliza cel mai murdar combustibil fosil, experții spun că ne putem aștepta în continuare ca ponderea cărbunelui în mixul energetic național să scadă la mai puțin de 1% în 2035, comparativ cu 45% în 2010. Odată cu această pierdere, comunitățile miniere se confruntă cu „o scădere abruptă a activității economice, reducerea veniturilor, scăderea valorii proprietăților și o forță de muncă dislocată”, potrivit Biroului Național de Cercetare Economică.
În cele din urmă, transformarea minelor de cărbune abandonate în „baterii de apă” ar oferi stabilitatea atât de necesară rețelelor electrice suprasolicitate ale națiunii, ajutând în același timp la susținerea obiectivelor de decarbonizare. Pe măsură ce centrele de date apar în jurul Statelor Unite pentru a sprijini boom-ul inteligenței artificiale, cererea de energie crește vertiginos, iar rețelele îmbătrânite ale națiunii sunt împinse la limită. Satisfacerea acestei cereri fără a abandona obiectivele de energie curată sau securitatea energetică va necesita o construcție masivă și fără precedent de stocare a energiei pe termen lung.
Energia eoliană și solară, deși sunt opțiuni excelente pentru energie ieftină și curată, sunt variabile - ceea ce înseamnă că producția lor crește și scade în funcție de vreme și de sezon și adesea în opoziție cu modelele cererii de energie. Stocarea de energie pe termen lung va fi absolut esențială pentru gestionarea acestor diverse nevoi și priorități.
În prezent, sistemele globale de stocare a energiei sunt dominate de bateriile litiu-ion, dar acestea pot reține energia doar pentru maximum patru ore, când stabilizarea fluxurilor și ieșirilor de energie către rețea va necesita stocarea energiei pentru perioade mult mai lungi de timp. Hidro-acumularea este una dintre tehnologiile de vârf în ceea ce este în prezent o cursă globală acerbă pentru a găsi o soluție de stocare pe termen lung, accesibilă și de înaltă eficiență, într-un mediu energetic în schimbare rapidă.
Utilizarea unei mine de cărbune vechi pentru a se potrivi acestor scopuri nu este totuși lipsită de provocări. „Mediul din interiorul unei mine este chimic activ și structural complex”, raportează Interesting Engineering. Dar aici modelarea avansată a ORNL ar putea fi esențială, deoarece ține cont de modul în care apa se deplasează prin diferite spații și interacționează cu diverse substanțe chimice. „Instrumentele noastre de modelare vor ajuta partenerii din industrie să evalueze aceste riscuri și să ia decizii informate cu privire la proiectarea, construcția și funcționarea instalațiilor în locații specifice de interes”, spune Galen Fader, Scriere Științifică la ORNL.