研究人员表示，是时候谱写采矿历史的新篇章了——这个故事 尊重遗产、减轻危害并创建有利于东道国的稳定电网 社区。
抽水蓄能并不是什么新鲜事。在老矿井中安装闭环系统是。 一项新的综合举措发现了遗产的力量，解决了两大挑战 用一个优雅的解决方案。
足球比赛结果的研究人员通过 PUSH 或抽入地下满足对可靠能源网络的迫切需求 储水电，全球首个闭环地下储能系统 各国正在探索帮助解决废弃地雷和依赖问题 关于化石能源。
本次问答由最近发布的技术报告的两位作者“”，他们共同致力于将退役金属矿山转变为 可靠的电力存储和发电中心。首席研究员罗曼·西多尔佐夫，能源政策副教授足球比赛结果社会科学系萨塞克斯大学能源正义与转型高级研究员， 和蒂莫西·斯嘉丽，考古学和人类学副教授，擅长工业遗产和考古，说潜力是巨大的，与国家日益关注的 基础设施以及世界对可靠且负担得起的能源的迫切追求。
关于研究员
俄罗斯于 2022 年初入侵乌克兰，将能源格局带入 西多尔佐夫说，焦点更加明确——尤其是世界对化石燃料的依赖 由不可靠的供应商随意交付。
“只有拥有足够的电力存储，这个未来才有可能实现，而 PUSH 可以 帮助提供。然而教训还没有结束，”他说。 “这场战争暴露了 自 20 世纪 70 年代以来一直占主导地位的许多能源概念的不足。如何 衡量国家能源系统的能源安全、弹性和价值 和当地背景——所有这些问题都需要重新思考。以能源安全为例， 例如，这通常是由可用性和负担能力来定义的 能源商品，如石油或天然气。然而人们并不一定需要石油或 天然气——他们需要的是给房子供暖或制冷，从家到工作场所 并为他们的小工具充电。”或者套用著名的能源政策思想领袖的话 艾默里·洛文斯（Amory Lovins），人们想要的不是千瓦时——他们想要热水淋浴和冰镇啤酒。
Sidortsov 表示，他和他的团队研究的系统可以设计为出售存储的 市场上的电力，同时也满足东道社区的需求，创造一个 有弹性、稳定的能源。
“远离以化石燃料为动力的世界，那里的政治最值得怀疑 制度发挥着核心作用，并朝着更加分布式、清洁且主要由电力驱动的方向发展 未来是这场毫无意义和血腥的战争的主要教训之一。”
研究人员在 15 个州确定了大约 1000 个适合 PUSH 的网站，然后进一步 根据靠近现有太阳能和风能等因素对它们进行分组 发电设施、太阳能和风能资源、主要负荷中心和输电 和分销基础设施。尽管研究人员使用了单一的最全面的 矿山数据库可用，但缺乏许多有采矿历史的国家的数据。 他们说，这项研究只是一个开始；有更多的地雷需要识别，更多的电力 市场需要分析，更多法律和社会因素需要评估。
Sidortsov 引用瑞典同事的话他们说：“‘世界就像瑞士奶酪。到处都是地雷。’我们可以解决这个问题 我们已经拥有的东西有问题。我们正在谈论多个方面的能源安全 水平。”
扩大该计划可能会给美国和全球其他数百个国家带来希望 社区。
利用旧矿井进行抽水蓄能是一种游戏规则改变者
废水处理的能源安全，研究人员回答您有关抽水的问题 地下蓄水水电及其如何振兴采后社区的经济 和文化上。
获取推送报告
基于“通过重新利用增强电网和社区复原力”研究 退役矿山改建为地下抽水蓄能设施”并由，“PUSHing for Storage”报告于 2022 年 4 月发布。除了 Sidortsov 和斯嘉丽，主要作者包括 Shardul Tiwari、Ana Dyreson 和 David Watkins。
贡献作者和其他参与该计划的人员名单包括 足球比赛结果的几位教职人员以及本科生和研究生，以及 北密歇根大学本科生。
.
PUSH 可以与任何类型的能源结合使用。但它特别 可再生能源的情况很诱人。阳光并不总是明媚，风也并不总是明媚 并不总是吹。，涉及利用水库发电和储存能源，长期以来一直被认为是 确定为解决方案。当能量充足时，从较低的水位抽水 到更高的高度，储存其势能。当需要能源时，水 释放后流回到较低的水平，转动发电涡轮机 随着它的流动。
问：抽水蓄能是一项成熟的技术。您的发现有何不同 来自这项研究？
RS：主要区别在于团队使用的跨学科方法。大多数 如果不是我们所知的所有先前研究都是由工程师设计的。这项研究是 由一个有工程师的团队设计。这项研究背后的理由并不 确定PUSH的技术可行性，但要整体考虑是否 这项技术应用对于社会、经济、环境、 文化和法律依据。
我们知道之前的研究证实不存在根本性的技术障碍 用于开发 PUSH。最终，我们想知道 PUSH 可以为脱碳做些什么 电网并为采矿后提供经济发展机会 社区，以及实现这一目标的障碍和机遇。
TS：从人类拥有数百年经验的意义上来说，技术已经成熟 与几十年来一直将其用于抽水蓄能。采矿和钻探也是成熟的技术 以数百年的经验为后盾。以这种方式将它们组合在一起——这是新的。 人们曾经想过，但还没有人尝试过。项目正在开发中 世界各地——瑞典、芬兰、德国、澳大利亚和南非。
问：您从宏观角度而不是从角度审视了能源存储的挑战 特别是在能源公司的职权范围内。这如何改变影响 对于社区？
RS：这不是评估能源项目的传统方法。通常情况下， 开发人员出现在社区中并通知社区即将发生某些事情 建造的。下一步是与社区合作进行项目验收。 通常会有一些让步，甚至利益分享，但所有这些都有一个 到期日期由项目的生命周期决定。在某些情况下，该模型有效 甚至使社区和公司都受益。然而，当公司消失后， 好处也是如此。由于许多潜在的 PUSH 站点归市政当局所有， 我们认为这是一个采取不同方法的机会，社区可以在其中发挥作用 在从 PUSH 项目中获得长期想要和需要的东西方面发挥着重要作用。
尊重采矿遗产，解决能源危机，稳定社区
工业考古专家兼技术教员蒂莫西·斯嘉丽说有地雷 新能源经济的破灭可以再次繁荣。
TS：我们从不同的角度思考过这种情况，但我最喜欢的是 就是我们颠覆传统思维的时候。废弃矿山几乎总是被考虑 与环境破坏、经济萧条相关的社区责任， 人口下降和文化萎靡。相反，我们会问，如果我们考虑一下会怎样？ 这些废弃的矿井是未开发的资产吗？将它们视为像其他碳一样的隐含碳 现有基础设施？要求社区确定什么对其成员重要 关于这些地方，并考虑应该处理采矿遗产的哪一部分 小心吗？如果我们可以共同设计计划，通过设计将负债转化为资产呢？
问：虽然该报告包含广泛的、可扩展的影响，但该研究推断 从您在一个社区的一处矿场工作中解脱出来：Negaunee 的 Mather B 矿场。 为什么是我的？您从得到了什么样的反馈？?
RS：上半岛的电价是全国最高的， 许多后采矿社区。马瑟拥有可用的数据和社区， 包括能源供应商在内，都愿意分享。蒂姆解释得很好 尤其是从工业考古学的角度来看。
TS：我们想做一项单一的、详细的研究。我们希望结果能够广泛 适用于美国和世界各地。所以我们决定看看一个废弃的 矿井，而不是处于活动状态且接近预计运行结束的矿井。我们 想要一个足够大的矿山来考虑多种规模，响应当地 需要或旨在支持大型电网。我们也认为这很重要 寻找采矿遗产在社区中发挥重要作用的例子。最后， 我们需要能够获得有关矿山和区域能源网的大量数据。
蒂莫西·斯嘉丽
scarlett@mtu.edu
906-487-2359
研究兴趣
- 历史和工业考古
- 遗产和能源系统、可持续性和发展
- 创造力和工作流程
- 遥感、测量和地理空间科学
- 遗产、场所营造和文化建设
- 考古学和保护科学
- 社区奖学金、公共科学/人文
我们登陆 Negaunee 是因为足球比赛结果的研究人员过去曾合作过 与，一家位于威斯康星州的合作能源传输公司。 WPPI 善意分享 过去带有MTU的各种网格数据：详细而精细的业务信息 大多数营利性公司都将其保密。我们意识到WPPI提供了服务 到内高尼 (Negaunee)，这里也拥有历史悠久的铁矿，符合所有其他条件 对于该项目。我研究了社区里的历史矿山，然后我们去了一个 与城市经理 Nate Heffron 及其员工会面。当我们解释这个想法时 在我们的项目中，内特详细介绍了不同矿山的文化意义 该地区以及人们希望我们如何避免某些地雷。他和他的工作人员指出 我们去了Mather B。这是一个完美的起点。
问：这不仅仅是一项能源存储计划。告诉我们它是如何与角色对话的， 前作业遗迹所在的采矿后社区的文化和需求 是历史文物，也可能有碍观瞻和危害。
RS：人们希望为他们出生和居住的地方感到自豪。 我们一遍又一遍地从老人们那里听到，如果地雷存在的话，那该多好啊。 再次得到了很好的利用。年轻人表示他们有多爱美国， 如果有经济机会，他们多么愿意留下来并在这里养家糊口 存在。 PUSH 可以两全其美，不同代人都可以为矿山所拥有的一切感到自豪 已经完成并将继续为国家和世界做。
TS：在整个密歇根州上半岛，采矿业对于遗产至关重要 社区。铜国的人们谈论我们的地理遗产——湖泊、玄武岩悬崖和铜塑造了我们的生活。一样的 密歇根州的炼铁矿区就是如此。当游客来到基威诺时，人们会带着 他们前往昆西矿或其他旧矿场。在尼高尼和伊什佩明， 他们访问或，或在铁山。学校团体参观矿山以了解我们的遗产。家庭 来自世界各地的人们来到矿山参观，长辈们向孩子们传授家族史。 岩石猎人前来步行可怜的岩石堆。土地所有者和组织将这些矿山作为不同类型的遗产进行运营 网站，与合作尝试正式的教育计划，或者作为冒险和生态旅游目的地，或者作为完全自助的发现 没有正式编程的网站。地雷也是蝙蝠栖息地和绿地。人们开着全地形车到盖伊周围去印沙。人们在世界上许多采矿后地区都会做这些事情。许多 这些地方遭受的生态污染比我们密歇根州严重得多， 特别是来自工厂尾矿。
因此，一方面，废弃的矿井总是会带来问题。有生态的 水质挑战和工厂废料。塌陷的地面或废弃的工业建筑给人类健康带来挑战 和安全。采矿后社区经常遭受人口下降和经济衰退的影响 经济衰退。当繁荣转向萧条时，文化影响是痛苦的，人们 与枯萎病作斗争。与此同时，许多学者也发现了强烈的 采矿社区的处境：贫困人口、艰苦环境、劳工斗争 以及艰苦的工作和永远存在的牺牲。
有人看到地球慢慢收复伤痕，有人看到人们的汗水和辛劳 他们的祖先，有些人记得斗争和流离失所的损失，而另一些人则记得 在“上帝的国度”寻求庇护。然而，更多人对采矿后的场所有着其他的愿景。
“这些地方对人们来说很重要。它们不是荒地。它们没有被遗弃。它们 很重要。”
那么，我们能否以 PUSH 为契机，倾听所有这些群体的声音并 在这些地方找到他们看重的东西？帮助他们找到共同的价值观并发现如何 （以及如果）储能项目能够满足我们不断发展的能源基础设施的需求 同时也加强人们在这些地方重视的东西？其中许多 社区继续支付工业财富生产的成本，尽管他们 不再从其提取中获益。 PUSH 系统可以改变这种动态吗 并允许这些社区将矿山作为焦点，使景观重新焕发活力 能源生产、分配和消费的同时还支持其他遗产 景观的用途？
问：您缩小了排除非金属矿的条件。为什么？这是否意味着其他 哪种地雷不适合？
RS：这还有待观察，但为什么不追求最好的可用资源呢？如果 美国拥有像沙特阿拉伯这样的超级石油和天然气田 卡塔尔，我们可能从未见过如此如此的水力压裂和水平钻井 国内盛行。
TS：我们想要对完全位于地下的矿山进行首次研究，因为 我们想象的是一个独立的设施，这意味着它不会抽水 来自或排入天然湖泊、溪流或其他水道。设计那个 系统类型要求地质坚固以支撑岩石的重量 和水。众所周知，某些类型的矿石（例如煤炭）不稳定，因为 矿石的矿物学以及矿石中常见的岩石类型。所以 在我们的大型研究中，我们排除了通常与 不稳定的地下。
老矿井和水力发电站为社区提供可靠的能源
旧的能源政策已被淘汰。能源转型。科技教员和能源政策 专家罗曼·西多尔佐夫表示，利用我们已有的资源——可以 储存能量以供需要时使用——有助于推动新的电力安全和稳定 世界。
请记住数据包括经济地质中提取的各种内容：煤矿、采石场 适用于砾石、粘土和沙坑、盐矿等，以及露天或矿山等矿山类型 那些通常被称为“山顶拆除”的地雷。还有其他类型的能量 存储系统可能会在类似的矿山中发挥作用，但它们是技术 仍在开发中。我们希望能够告诉人们，“我们一直 非常保守，但这是我们认为可以用于这种类型的地雷数量 设施。”
30,000
1,000
问：主要问题之一是如何脱水和潜在的废水污染 会被处理。该报告如何解决这种情况？
RS：我们的水质测试没有显示出任何重大问题，但我们的检测范围有限 我们能够达到的深度。矿井水处理和矿井脱水都是一回事 矿业公司一直在这样做。与抽水蓄能水力发电一样，没有新技术 是完成工作所必需的。
TS：重要的是要记住，如果矿井充满了污水， 水已经存在并且存在于环境中。废弃矿井已经在交换 与当地地下水混合，或排入地表水。因为矿井 表面被封闭并不意味着污染就会消失。关键问题 问题是，“如果我们开始将这些水抽到各处，水质是否会变得更糟？” 这个问题需要更多的研究。
现在我们知道 PUSH 设施可以盈利，可以进行存储和转售 能源和提供电网服务。因此，一旦 PUSH 设施建成并投入运行， 在设施中添加水处理系统需要花费多少钱？如果该网站是 作为一个可持续的、长期创收的公用事业公司，将会有 可持续地处理水的方法。也许该设施的运营商可以使用常规的 税收优惠，以抵消水处理成本并改善水质 以我的为例。
公用事业运营商是否也可以运行回收系统来回收有价值的 金属溶解在温暖的矿水中？该设施已经开始抽水 周围并赚钱。添加回收系统的边际成本是多少 到过程？矿山通常从水溶液中回收矿物质。而同时 想一想，热能呢？边际成本是多少 在系统中添加地热热泵或二元循环发电机？可以 您将矿物和热能作为有价值的材料来收获吗？
“我们知道如何处理矿井水。2019 年，环境保护局批准了 蒙大拿州巴特市 Anaconda 旧伯克利矿坑处理后的水排放。的 伯克利矿坑是世界上毒性和污染最严重的矿井水之一。它不是 水能不能处理的问题，只是谁的问题 会为此付出代价。”
使用以前废弃的矿山运营的公用事业或工业设施提供 一个会关注废弃矿井遗迹、水质、旧蓄水池的租户 等等。
问：最初预留了约 500 万美元的联邦资金用于地雷修复 程序。此后又投入了数十亿美元来解决这些问题，包括 2022 年白宫预算中有 90 亿美元用于能源转型和气候。怎么办 您认为 PUSH 倡议很适合吗？RS：很好。这些设施可以为这些特定社区做些什么 确定损坏已修复？如果您已经有可以使用这些设施的地方 工作，没有必要在地上挖更多的洞。此外，还应设置电力 用于工业目的的存储系统意味着另一个 “绿地”站点——尚未开发的站点——可以单独保留，避免 环境破坏。
TS：基础设施投资和就业法案预留 30 亿美元用于废弃 硬岩矿山复垦项目。拜登总统的2023财年提案 年度预算包括能源开发和前矿区整治方案。 各机构正在寻找混合回收设计的综合解决方案计划， 绿地扩张和可再生能源开发。我们可以设计这样的项目 围绕地下 PUSH 系统，开始将以前的矿区转变为开垦土地 产生可持续、碳中和能源并将其提供给电网的景观 内置长期存储。无需更多电池和更多地雷 制作它们。
问：能源基础设施发展的审美、环境和社区担忧 在这项研究中发挥了巨大作用。蒂姆，你说过老矿井对人们很重要。他们是 遗产资源。这是如何影响研究的？
RS：美观问题是扼杀许多传统抽水蓄能项目的原因 过去。把工业化的设施建在山腰上是令人反感的 对很多人来说。如果设施位于矿井内，则不存在此类问题。
TS：这些担忧是我们方法的基础，我们有很多期望 关于这些担忧。但在这项研究中，我们尝试想象一个 PUSH 系统 最基本的。私人开发商能否在 Negaunee 的 Mather 矿建立 PUSH 系统 并赚钱？现在我们已经了解了这一点，我们可以探索变化。我们有 这项预可行性研究表明政府和工业界人士可以全力以赴 当前和后采矿社区和其他利益团体可以考虑的问题。 现在我们有了一个框架，围绕这个框架我们可以真正谈论有形的优势和 缺点、优点和缺点。这个例子表明它是值得做的 对 PUSH 解决方案进行更大规模的投资。这对组织来说是值得的 和个人将时间和精力投入到彼此之间的关系和合作中 监管机构、投资者、市政工作人员、社区组织者和消费者。
问：您希望这份报告能够启发什么、启发谁？他们的下一步是什么 可以带吗？
RS：作为一名能源学者，我希望看到我们决策方式的范式转变 关于能源。让我们问一下能量的用途是什么，能量是在哪里以及如何产生的。
“如果我们需要 25 美分硬币，我们先看看沙发底下再造薄荷糖。 就 PUSH 而言，我们可能会找到足够的“四分之一”来帮助世界长期供电 时间。”
TS：我希望我们能够发展更多的合作伙伴关系，以便足球比赛结果能够促进更多 这些研究——还可以做更多的事情。一系列新兴能源和 可以设计到 PUSH 设施中的环保技术 甚至更有利可图或更有价值或扩大设施将创造的效益：直接 地热暖通空调、二元循环地热发电、碳捕获、超密集 流体基PUSH、湿法冶金提取和矿物回收等。我 希望我们能够开始从生态角度思考废弃矿山，真正拥抱循环 设计，并尽可能将采矿业从裸开采转向 使其成为为有复原力的社区开发可持续和公平能源系统的一部分。
问：您在这方面的工作进展如何？
RS：我想继续“深入”和“广泛”地绘制美国和美国更多地点的地图 在世界范围内，制定综合评估框架。我们有几个 我们希望待决的赠款申请将使我们能够做到这一点。这个想法太 有价值且很有前途，不能不继续下去。
TS：我很高兴能与其他采矿后社区的居民交谈——他们的 公民和市政领导、教师和学生以及其他从事采矿业的人 遗产。这是一个难得的时刻，社区可以选择利用他们的 负债作为资产。当地居民和社区组织掌握信息 在能源转型期间对规划者和设计师有价值。我想要这些社区 将 PUSH 和相关技术理解为潜在的解决问题的机会， 欣赏他们所拥有的有关其遗产的信息的价值，开展他们的活动 自己进行遗产评估并就潜在项目达成共识，并了解 如何利用现有的政策和监管流程对他们有利。我想发送 PUSH 项目学生团队访问社区，让他们在家中参与 和风景。我还想把采矿社区的人们带到密歇根州 科技和铜国，例如高中教师和学生群体， 这样他们就可以了解 PUSH 并查看其他人如何转化遗产的示例 将矿山转化为我们社区的可持续资产。当他们回到家时，他们会变成 领导者就可持续设计流程进行对话，帮助人们做到 他们自己的预可行性研究并就未来建立社会共识。 能源转型是千载难逢的机遇。我 我想为其中的一部分提供帮助。
足球比赛结果是一所 R1 公立研究型大学，成立于 1885 年，位于霍顿，拥有来自全球 60 多个国家的近 7,500 名学生。密歇根州旗舰科技大学的投资回报率一直名列全美最佳大学之列，提供超过 185 个本科和毕业生科学技术、工程、计算机、林业、商业、健康专业、人文、数学、社会科学和艺术领域的学位课程。乡村校园距离密歇根州上半岛的苏必利尔湖仅数英里，提供全年户外探险的机会。
评论