Saksassa ollaan muuttamassa käytöstä poistuva hiilikaivos hydrokineettiseksi energiavarastoksi. Suomessa on vastaavia suunnitelmia tehty Pyhäjärvellä Pyhäsalmen kaivoksella.

Sadan vuoden tuotannon jälkeen ollaan Luoteis-Saksassa sijaitseva Prosper-Hanielin hiilikaivos sulkemassa ensi vuonna. Sen jälkeen kaivos muutetaan pumppuvoimalaksi, jossa vettä lasketaan kaivoskuiluihin generaattorin läpi ja pumpataan jälleen maanpinnalle varastoaltaisiin.

Tämän tyyppistä säätövoimaa on rakennettu vuoristoisille alueille, missä maaston muodot antavat mahdollisuuden sijoittaa ylä- ja ala-allas suurelle korkeuserolle. Koska kaivokset ovat usein syviä, soveltuvat ne säätövoimalan rakentamiseen myös tasaiseen maastoon.

Saksassa energiaa kaivos-energiavarastoa varten tuotettaisiin tuulella, auringolla ja biomassalla. Kuva: Duisburg-Essenin yliopisto.

Saksan kaivoksen syvyys on 600 metriä ja siihen suunnitellaan 200 megawatin tehoista voimalaa. Kaivoksessa on noin 26 kilometriä käytäviä, joihin olisi mahdollista laskea miljoona kuutiometriä vettä. Jos projekti osoittautuu menestykselliseksi, on jatkossa tarkoitus muuttaa useita muitakin kaivoksia energiavarastoiksi.

Säätövoimalan lähtökohtana on tasapainottaa vaihtelevaa uusiutuvan energian tuotantoa ja vaihtelevaa sähkön kulutusta. Kun on erityisen tuulista tai aurinkoista ja kulutus on pientä, pumpataan vesi kaivoksesta ylös varastoaltaaseen. Kun sähkön tuotanto on pienempää kuin tarve, lasketaan vesi altaasta turbiinin läpi alas kaivokseen. Tällaisen varaston etuna on yleensä myös varsin hyvä hyötysuhde, jossa nosto-lasku -kierroksen hyötysuhde on jopa yli 80 prosenttia.

Pyhäsalmen vuonna 2019 lakkautettavalle kaivokselle suunnitellaan vastaavaa laitosta. Pyhäsalmen etuna on kaivoksen suuri syvyys, jonka ansiosta ala-allas voisi olla noin 1400 metrin syvyydessä, yli kaksi kertaa syvemmällä kuin saksalaisessa versiossa. Saman tehon tai kapasiteetin tuottamiseen tarvitaan alle puolet saksalaisen kaivoksen vesimäärästä.

Kaivosvoimalan vahvuutena on sen pitkä käyttöikä. Pyhäsalmen kaavailuissa laitoksen käyttöikä olisi 50-100 vuotta, kun tavallisen akkuvaraston elinikä on murto-osa tästä. Pyhäsalmen tapauksessa laitoksen kaavailtu kapasiteetti olisi 75 megawattituntia, joka olisi kasvatettavissa 150 megawattituntiin. Teholtaan laitos olisi samaa luokkaa Saksaan rakennettavan laitoksen kanssa.

Jouko Lampila | Lähde: Science Alert ja Pyhäjärven Kehitys