Ungenutzte Kohleminen: Unterirdische Batterien?

Neue Nutzung für stillgelegte Kohleminen

Schätzungsweise 500.000 stillgelegte Kohleminen in den Vereinigten Staaten stellen ein erhebliches Umwelt- und Sicherheitsrisiko dar. Diese Standorte, die oft seit den 1970er Jahren vernachlässigt wurden, gefährden die öffentliche Gesundheit, die Infrastruktur und das ökologische Gleichgewicht. Ein neuer Ansatz zeichnet sich jedoch ab, um diese Lasten in Vermögenswerte zu verwandeln, die möglicherweise die Energiespeicherung revolutionieren und die betroffenen Gemeinden wiederbeleben könnten.

Wissenschaftler des Oak Ridge National Laboratory (ORNL) haben eine Methode entwickelt, um diese Minen als Energiespeichereinrichtungen zu nutzen, insbesondere durch Pumpspeichertechnologie. Ihre Forschung zeigt die Machbarkeit, diese Standorte in langfristige Energiespeicherlösungen umzuwandeln, wobei sie sich auf hochentwickelte hydrodynamische und chemische Modelle stützen.

Wirtschaftliche und ökologische Vorteile

Die Vorteile dieses Ansatzes sind vielfältig. Erstens wird der dringende Bedarf an der Sanierung gefährlicher Minenstandorte angegangen. Laut Mining.com sind diese stillgelegten Minen von Gefahren geplagt, wie z. B. „Gefahren wie offene Minenschächte, instabile hohe Wände, Bodensenkungen und verschmutztes Wasser, die Häuser, Straßen und die öffentliche Infrastruktur bedrohen können.“ Jüngste Regierungsinitiativen, darunter eine Zuweisung von 725 Millionen Dollar im Jahr 2025, unterstreichen die Dringlichkeit dieses Problems. Die Umwandlung dieser Standorte in produktive Vermögenswerte könnte erhebliche wirtschaftliche, ökologische und energiesicherheitstechnische Vorteile bringen.

Zweitens verspricht diese Initiative, den ehemaligen Bergbaugemeinden dringend benötigte wirtschaftliche Impulse zu verleihen. Da der Kohleabbau weiter zurückgeht, sind diese Regionen mit schweren wirtschaftlichen Schwierigkeiten konfrontiert. Das National Bureau of Economic Research hebt die Herausforderungen hervor, die mit „einem starken Rückgang der Wirtschaftstätigkeit, sinkenden Einnahmen, fallenden Immobilienwerten und einer verlagerten Belegschaft“ verbunden sind. Die Umnutzung von Minen kann neue Arbeitsplätze schaffen und ein nachhaltiges Wirtschaftswachstum fördern.

Netzstabilität und die Zukunft der Energiespeicherung

Die Umwandlung stillgelegter Kohleminen in Pumpspeicherkraftwerke bietet eine entscheidende Stabilität für die Stromnetze des Landes und unterstützt gleichzeitig die Bemühungen zur Dekarbonisierung. Der steigende Energiebedarf, der durch Faktoren wie das Wachstum von Rechenzentren angetrieben wird, belastet die bestehende Infrastruktur. Erneuerbare Energiequellen wie Wind und Sonne sind zwar unerlässlich, aber diskontinuierlich, was robuste langfristige Energiespeicherlösungen erforderlich macht.

Während Lithium-Ionen-Batterien die derzeitigen Energiespeichersysteme dominieren, stellt ihre begrenzte Speicherdauer eine Herausforderung dar. Pumpspeicher bietet eine praktikable Alternative für die langfristige Speicherung und positioniert sich als Schlüsseltechnologie im globalen Wettlauf um effiziente, erschwingliche und nachhaltige Energielösungen. Pumpspeicher kann Energie viel länger als 4 Stunden speichern, was die Grenze für Lithium-Ionen-Batterien darstellt.

Galen Fader, Wissenschaftsautor bei ORNL, merkt an, dass die ORNL-Modellierungswerkzeuge „Industriepartnern helfen können, diese Risiken zu bewerten und fundierte Entscheidungen über Anlagendesign, Bau und Betrieb an bestimmten interessierenden Standorten zu treffen“, was notwendig sein wird, da „die Umgebung in einer Mine chemisch aktiv und strukturell kompliziert ist“, so Interesting Engineering.