Hvordan arven fra beskidt kul kunne skabe en fremtid for ren energi

Energi fra kul bliver nu forbundet med global opvarmning og forurening på globalt plan. Faktisk, det er blevet anslået, at kul bidrager til 25 % af drivhusgasserne.

Kulforbrug har forårsaget alvorlige negative miljøpåvirkninger, fra minedrift og forarbejdning, til dets transport og forbrænding, fører til høje niveauer af forurening. I oktober 2017 en rapport fra FN's vejragentur indikerede, at niveauet af kuldioxid steg med "rekordhastighed" sammenlignet med 2016.

Jorden rundt, kulminedrift bidrog historisk til den industrielle revolution og spillede en vigtig rolle i udviklingen af ​​det moderne samfund. Men mange miner er siden blevet lukket i Storbritannien og Europa. I Storbritannien, dette førte til hårde økonomiske tider og arbejdsløshed i mange samfund, inklusive minearbejderstrejkerne i 1970'erne og 1980'erne, en effekt optaget i filmen Brassed Off fra 1996.

Men hvad sker der inde kulminerne efter deres lukning? Overraskende nok, de fleste nedlagte kulminer begynder at producere metan – kendt som Coal Mine Methane (CMM) – som kan være en ren energikilde. Det kan bruges til at generere elektricitet via gasmotorer eller, med en vis teknisk behandling, føres ind i gasnettet. Over tid, imidlertid, minerne vil begynde at fyldes med vand, og metanen vil næsten helt forsvinde.

Vand, vand overalt

Men dette vil skabe endnu en mulighed. Storbritanniens historiske kulminer har et omtrentligt resterende tomrum på en milliard kubikmeter. Når det er oversvømmet, det svarer til 400 000 olympiske svømmebassiner med vand ved en stabil temperatur. Denne enorme mængde vand kan bruges til effektive opvarmnings- og afkølingsapplikationer og reducere kulstofemissioner.

Men hvordan? En nylig publikation fra holdet på Nottingham Trent University forklarer. Vandet i kulminerne har generelt en stabil temperatur – normalt mellem 12C og 20C afhængigt af placeringen – hvilket gør det perfekt til opvarmning, eller køling, bygninger eller industrielle processer.

Vi udviklede og testede en ny teknologi i flere år ved hjælp af to systemer, en i Markham Vale og en på National Coal Mining Museum for England, og fandt ud af, at det kan bruge dette vand til at give grønt, bæredygtig energi til boliger og virksomheder i Storbritannien.

Muligheder og udfordringer

Teknologien, som er baseret på brug af vandvarmepumper, er enkel og ligetil og fungerer på samme måde som et køleskab eller et klimaanlæg. Den producerer ingen støj eller lokal luftforurening og er også tre eller fire gange mere effektiv end en standard elvarmer eller gaskedel.

For at forstå, hvordan varmepumper generelt fungerer, overveje køleskabet i dit køkken. Dette udvinder varmen fra maden og drikkevarerne inde i den, og afleder det til det omgivende miljø via en kondensator (som blot er en radiator) på køleskabets yderside. Vores teknologi anvender et lignende system. I dette tilfælde, vi udvinder varmen fra kulminevandet og bruger det til at opvarme bygninger.

I Storbritannien, kulmineteknologiprogrammer pumper allerede næsten 112 millioner megaliter vand af miljømæssige årsager, såsom at undgå forurening af drikkevand, kilder og floder. Den nye teknologi kunne bruge dette vand, som alligevel bliver pumpet, potentielt generere 63 megawatt varme om året.

Men teknologien har sine egne udfordringer, specifikt en mangel på investeringer og "mester" organisationer til at lede processen. Delvis, dette er fordi det forbliver en lidt kendt eller forstået teknologi af mange investorer.

Der mangler også en klar model at følge i Storbritannien ved implementering af nye teknologier som denne, ikke kun kommercielt, men også kontraktligt og juridisk. De fleste boligudviklere i Storbritannien og Europa, for eksempel, foretrækker at stole på veletablerede teknologier såsom gaskedler eller elvarmere, selv i områder, hvor der er kulminer til rådighed. Hvis en sådan ny, grønne teknologier skal lykkes, Der er brug for omfattende strategier for at få udviklere – og den brede offentlighed – med på banen.

Varmt emne

På den positive side, teknologien kan integreres med andre varmeteknologier, og i mange tilfælde kan eksisterende bygningsinfrastruktur bruges til at implementere det. Teknologien kan også reducere kulstofemissioner og energiforbrug og understøtte overholdelse af EU's energieffektivitetsdirektiv og britiske ESOS-regler.

Vi har også fremragende, store casestudier, viser hvor effektivt det kan være. I Asturien, det nordvestlige Spanien, for eksempel, et hospital og en universitetsbygning bliver allerede opvarmet ved hjælp af kulminevand.

Vores forskning viser, at denne teknologi kan give verdens nedlagte kulminer en ny, grøn, livstid. Hvilken passende arv for industrien ville det være.

Denne artikel blev oprindeligt publiceret på The Conversation. Læs den originale artikel.