明尼苏达州的研究发现使用废弃的Mesabi铁岭地雷存储风能的承诺

照片由Mining Artifacts提供

明尼苏达大学-德卢斯大学自然资源研究所（NRRI）的一项研究发现，有潜力重新利用明尼苏达州东北部Mesabi铁矿山的废弃露天铁矿来存储来自风力涡轮机和农场的能源能源新闻（MWEN）报告。这样做不仅可以增强风力发电的竞争力，而且可以对已经严重退化的土地进行有益的利用。

由于明尼苏达州的地理位置，气候和州可再生能源投资组合标准（RPS）的推动作用，风能一直在快速增长。该标准要求公用事业和电力合作社到2025年至少要有25％的电力来自合格的可再生能源。

能够大规模存储风能将是一项重大突破。由于风力的间歇性以及在产生过多电力时无法存储，风力发电通常占总额定容量的25％。

通常，风力发电量较高时，晚上的风力发电量会增加。但是，夜间的电力需求较低，而夜间向电网出售电力的供应商所获得的价格通常比白天可以出售的价格要低得多。由于最近高水平的风能生产，德克萨斯州以及其他地区的批发电价实际上降到了零。

相对简单，清洁和高效的储能方式

明尼苏达州电力公司和Great River Energy公司是两家明尼苏达州电力公司，已签署了大型的长期风电购买协议（PPA），为NRRI研究提供了资金，该研究从政策，地形和环境以及储能方面进行了研究。 Mesabi铁矿山废弃露天矿中的水力抽水蓄能系统的设计。

能源新闻研究员丹·豪根（Dan Haugen）为MWEN写信，水力抽水蓄能系统于1890年代在意大利和瑞士首次使用。根据美国能源信息署（EIA）的数据，2008年全球在水力抽水蓄能系统中存储了104吉瓦（GW）的电量，其中美国仅占22 GW以上，约占总量的21％。

该系统的基本设计要求在较低海拔高度处永久性蓄水，在较高海拔高度处暂时性蓄水池。在存储来自风力涡轮机和农场的能量的情况下，水将在夜间从水库抽到蓄水池，然后在白天释放，在途中穿过一个或多个水轮机回到水库。电力需求所需的日期。

水力抽水蓄能系统非常高效–蓄能的85％通常可以转换为可用功率。它们的运行和维护成本相对较低，并且按需提供电能的能力也很精确。

但是，它们的建造成本很高。一座1,000兆瓦的发电厂的建造成本约为20亿美元。根据豪根的报告，使用已经注满或部分注满水的废弃露天矿将消除或部分消除整个施工阶段。这将降低前期资本成本。一位业内消息人士告诉MWEN，仍然需要在设备和钻探系统的隧道上投入大量资金。

成本及其他考虑

这项研究的首席研究员，NRRI应用研究与技术开发中心主任唐·福斯纳赫特（Don Fosnacht）告诉豪根（Haugen），他认为建造一个100兆瓦的矿井系统的成本约为1.2亿美元，尽管这只是一个粗略的估计。

然而，环境影响以及如果铁矿石价格继续上涨可能会重新开放废弃铁矿的潜力，也是研究人员和研究发起者在进行下一步操作之前需要详细评估的关键考虑因素。

引用Fosnacht的话说：“如果没有某种存储功能，[风]的管理将非常困难，而这正是此类项目所适合的。”在Mesabi铁靶场上，“根据我们的研究，潜力肯定存在。”

Laurentian大陆脊横穿该地区，从那里向下倾斜数百英尺到苏必利尔湖。上世纪刚在不同程度上开采的100多个铁矿坑也使它的地形变得庞杂。一些仍在Taconite http://en.wikipedia.org/wiki/Taconite采矿作业中使用，但许多已被废弃，此后一直充满雨水，豪根写道。