废弃矿井的矿石已经枯竭，并不意味着它就毫无价值。2023 年的一项研究表明，此类废弃矿井的竖井可以作为储能重力电池。简而言之，重力电池系统是一种通过释放重负载并使其下降来发电的系统。当市政电网需求较高时，这些电力就可以被使用。在其他时候，当电网中存在过剩能源时，重力电池系统会利用其中一部分能源将负载拉回，从而有效地储存能源以供日后使用。

一项新研究的科学家估计，全世界可能有数百万个适合用于储能的废弃矿井

最常见的一种技术是抽水蓄能水力发电系统。在这种装置中，水从高处释放，流下山时通过旋转涡轮机发电。当有多余的能量时，水会被抽回起点。

2022 年，奥地利国际应用系统分析研究所 (IIASA) 的科学家提出了一种不同类型的重力电池。其基本思路是，高层建筑中的电梯将使用再生制动系统发电，同时将加重的有效载荷从较高楼层降低到较低楼层。自主拖车机器人将根据需要将负载拉入和拉出电梯。

这让我们想到了由同一批研究人员提出的基于矿井的地下重力储能 (UGES) 系统。该系统同样会利用电梯，但这些电梯将位于现有的废弃矿井中，它们将升降装满沙子的容器。

拟议的地下重力储能系统示意图

竖井两侧的一系列电动机/发电机组将使每部电梯上下移动，在下行过程中通过再生制动产生电力，然后在返回途中使用部分电力。

为了实现最高效率，电梯可以在地面装载沙子，然后在竖井底部卸下，然后空载返回地面。不用说，在这种情况下，竖井底部的储存区域最终会填满沙子。因此，当电网中的能量过剩时，电梯必须将一些沙子运回地面。装卸将使用电动传送带和自卸卡车的组合。

科学家估计，UGES 在全球范围内的能源存储潜力可达 70 TWh（太瓦时），其中大部分发电厂都位于已经存在大量废弃矿井的国家，例如中国、印度、俄罗斯和美国。

“矿井关闭后，数千名工人将被解雇……UGES 会造成一些空缺，因为矿井在停止运营后会提供储能服务，”该研究论文的主要作者、IIASA 的 Julian Hunt 表示。“矿井已经拥有基本的基础设施并已接入电网，这大大降低了成本并促进了 UGES 工厂的实施。”

亨特现在告诉我们，自这篇文章首次发表以来，许多有意开发 UGES 系统的人士都联系过他。其中包括三名矿主、两名投资者（包括一名 YouTube 高管）和三名项目开发商。

亨特还表示，他正在开发“其他有趣的重力能存储概念”，预计将于 2025 年晚些时候发布。

来源：IIASA