Метанът, генериран в тези инфраструктури, може да се използва като източник на чиста енергия

Енергията от въглища е свързана с глобално затопляне и замърсяване В световен мащаб. В действителност се смята, че въглищата допринасят за 25% от парниковите газове.

Използването на въглища има сериозни отрицателни въздействия върху околната среда, от етапите на добив и преработка до транспортирането и изгарянето му, което води до високи нива на замърсяване. През октомври 2017 г. доклад за климата, изготвен от агенция на Обединените нации специализирана в метеорологията показа, че нивата на въглероден диоксид се увеличават с „безпрецедентна скорост“ в сравнение с 2016 г.

Исторически и в световен мащаб добивът на въглища допринася за индустриалната революция и е решаващ за развитието на съвременното общество. Но оттогава много мини са затворени във Великобритания и Европа.

Във Великобритания затварянето донесе време на икономически затруднения и безработица в много общности, както се вижда от стачките на миньорите от 70-те и 80-те години, последствията от които са отразени във филма "Докосване до вятъра»(Brassed Off, Mark Herman, 1996).

Но какво се случва вътре в въглищните мини, когато те се затворят? Настъпва изненадващо явление: Повечето изоставени въглищни мини започват да произвеждат метан - наречен метан от въглищни мини, който може да бъде чист енергиен източник. Може да се използва за производство на електроенергия чрез газови двигатели или, при техническа обработка, захранване на газоразпределителната мрежа. Въпреки това, с времето, мините започват да се пълнят с вода и метанът е почти напълно изчезнал.

Вода навсякъде

Тази ситуация обаче създава друга възможност. Историческите британски въглищни мини имат остатъчно празно пространство от около 1 милиард кубически метра. Когато те са наводнени, се получава количество вода при стабилна температура, която би служила за пълнене 400 000 олимпийски басейна, огромен обем, който може да се използва за генериране на ефективна инфраструктура за отопление и охлаждане и намаляване на въглеродните емисии.

Но как да го направя възможно? Неотдавна публикуван анализ от екипа на университета в Нотингам Трент обяснява това. Водата в въглищните мини обикновено се поддържа при стабилна температура - обикновено между 12 ° C и 20 ° C, в зависимост от местоположението - което я прави идеална за отопление или охлаждане както на сгради, така и на процеси.

Прекарахме няколко години в разработване и тестване на нова технология. За това използвахме две системи, едната в Markham Vale и другата в Националния музей на въглищните мини в Англия. Установихме, че тази технология позволява водата от мините да се използва за осигуряване на зелена и устойчива енергия за домовете и бизнеса във Великобритания.

Възможности за кандидатстване

Технологията, която се основава на използването на водни термопомпи, е проста и ясна и работи по подобен начин на хладилник или климатична система. Той не произвежда шум или атмосферно замърсяване и освен това е три до четири пъти по-ефективен от електрически нагревател или обикновен газов котел.

За да разберете как работят по принцип термопомпите, помислете например за кухненския хладилник. Той изтегля топлината от храната и напитките вътре и я отвежда към околната среда посредством кондензатор (който не е нищо повече от радиатор), поставен отвън. Нашата технология използва подобна система, само че в този случай ние извличаме топлината от водата в въглищната мина и я използваме за отопление на сгради.

В Обединеното кралство програмите, използващи технология за добив на въглища, вече се помпат 112 милиона мегалитра вода за екологични цели. Например, за да се избегне замърсяване на питейна вода, фонтани и реки. Тази нова технология може да се възползва от потока, който така или иначе ще бъде изпомпван, и генерират 63 мегавата топлина годишно.

Но има пречки пред неговото прилагане. По-конкретно, липсата на инвестиции и отсъствието на водещи организации, които движат процеса. Това се дължи отчасти на факта, че тя остава технология, малко позната или слабо разбираема от много инвеститори.

Освен това в Обединеното кралство липсва ясен модел, който да се следва, когато става въпрос за внедряване на нови технологии като тази, разгледана в тази статия, не само от търговска гледна точка, но и от договорна и правна гледна точка изглед. Например повечето домашни майстори във Великобритания и Европа предпочитат да използват познати технологии като газови котли или електрически нагреватели, дори в райони, където има въглищни мини. За да бъдат успешни тези нови зелени технологии, трябва да се приложат на практика всеобхватни стратегии, които да убедят строителите и обществото.

Трудности за тяхното развитие

Тази технология може да бъде интегрирана с други методи за отопление и в много случаи съществуващата инфраструктура в сградите може да се използва за нейното прилагане. Той също така може да помогне за намаляване на въглеродните емисии и потреблението на енергия и по този начин да засили спазването на Директивата за енергийна ефективност на Европейския съюз и Регламента за схемата за енергоспестяване на Обединеното кралство (ESOS).

Астурия, добър пример

В Испания основните северни минни райони са Астурия, Арагон и Кастилия и Леон. Според Ройтерс през 2016 г. закриването на 26 неконкурентоспособни въглищни мини. С финансовата подкрепа от Брюксел целта беше операцията да приключи най-късно до края на 2018 г., в съответствие с регламентите на Европейския съюз за затваряне на нерентабилни мини.

За да могат затворените мини за въглища да се превърнат в актив, а не в тежест и да подпомогнат екологичното и икономическото развитие, испански изследователи активно са работили, за да проучат как да се възползват от затворените мини.

Според тези експерти наводнените галерии от добивната експлоатация на Баредо-Фигаредо Те могат да се използват като резервоари, които след подходящо третиране биха могли да снабдят с вода над 39 000 души. Но преди всичко водата може да се използва в отоплителни и охлаждащи системи.

Изследователите също така изчисляват, че трансферът на тази технология към останалите мини в централната част на Астурия може да представлява капацитет за доставка от около 260 гигаватчаса годишно, което би довело до значително намаляване на въглеродните емисии.

В момента Болница Vital Álvarez Buylla de Mieres (също в Астурия) прилага системи за отопление и охлаждане, които използват вода от минна система Barredo-Santa Bárbara през кладенеца Barredo.

Същият източник на вода се използва и за отопление на една от сградите на университета в Овиедо, в университетския кампус на Mieres, с около 3,5 мегавата топлина. Системата е проектирана за непрекъсната експлоатация и е еквивалентна на изгарянето на повече от 12 000 тона въглища годишно, което спестява повече от 10 000 тона емисии на въглероден диоксид.

Имах възможността да посетя съоръженията по време на изпълнението на съвместен европейски проект, осъществен с партньори от академичните среди и индустрията. Болничният център Mieres в Астурия е една от най-големите геотермални енергийни инфраструктури в Испания и един от примерите, които най-добре илюстрират внедряването на тази технология в Европа.

въглищни
План за провеждане от кладенеца Баредо до болницата Алварес-Буйя де Миер (Астурия) - председател Хуноса на Университета в Овиедо Л.М. Лара, И. Г. Колинас, М. Т. Малада, А. Е. Hernández-Battez, J.L. Viesca

Водата от кладенеца Barredo се изпомпва през топлообменници в система с отворен контур. Топлината се предава чрез система от затворен кръг с дължина около 2 километра до болничните помещения, където технологията на термопомпата се използва в отоплителните и охладителните системи.

Нашите изследвания показват, че тази технология може да даде нов зелен тласък на изоставените въглищни мини в света. Това би било изключително наследство за сектора.

Амин Ал-Хабайбе е професор по интелигентно системно инженерство в университета в Нотингам Трент.

Тази статия първоначално е публикувана в The Conversation.