Översvämmade, nedlagda kolgruvor kan förändra hur våra hem värms upp

LONDON — Följderna av den industriella revolutionen, som hade sina rötter i 18^th-talets Storbritannien, var enorma.

Storbritanniens överflöd av kol – såväl som den lätthet med vilken det kunde nås – var en avgörande ingrediens i denna historiska vändpunkt, som drev ångmaskinerna som hjälpte till att driva samhällets omvandling.

Men saker och ting har förändrats. Antalet operativa kolgruvor där har sjunkit, och i juni förra året meddelade myndigheterna att Storbritannien skulle sluta använda kol för att generera el från oktober 2024, ett år tidigare än det ursprungliga målet 2025.

Även om de flesta gruvor i Storbritannien har stängt, är deras hundra år gamla historia inte nödvändigtvis över. I Skottland pågår ett arbete med att titta på hur vattnet som har översvämmat gamla, nedlagda gruvor kan användas för att ge kolfri uppvärmning till byggnader.    

Utför denna forskning är en anläggning känd som Glasgow Geoenergy Observatory, som drivs av British Geological Survey. Ett dussin borrhål har borrats, med majoriteten i Rutherglen, en stad sydost om Glasgow.

Enligt de bakom projektet var både Glasgow och Rutherglen hem för några av de mest trafikerade kolgruvorna i Skottland. Efter deras stängning fyllde naturliga översvämningar dem med vatten på cirka 12 grader Celsius.

Mike Stephenson, som tills nyligen var verkställande chefsforskare för avkolning vid British Geological Survey, sa till CNBC att projektet handlade om att "forska om värmen i kolgruvor och även i viss mån om man kan lagra värme i gamla kolgruvor .”

Stephenson sa att teamet befann sig på platsen där arbetet pågår "experimenterar med ... hur snabbt vatten rinner bland dessa gruvor, hur varmt vattnet är, hur ... snabbt, om du tar ut varmt vatten, fylls vattnet på - så hur snabbt kommer värmen tillbaka."

"Det är en forskningsplats, inte en demonstration," sa han. Forskning genomfördes "för att försöka förstå vad som är gränserna för mängden värme, hur mycket värme det finns."

"Alla dessa saker kommer att vara en uppsättning vetenskapliga rön och ekvationer och modeller," tillade han. Han sa att detta skulle ge värdefull information till både företag och lokala myndigheter som är intresserade av idén.

"Det kommer att hjälpa dem att bestämma var de ska göra det, hur nära du borrar hålen tillsammans, hur djupt du borrar dem, hur du designar dem för att göra det så effektivt som möjligt."

Projektet har gjort framsteg under de senaste 12 månaderna eller så. Sommaren 2021 meddelades att pumptester genomförts och prover samlats in från 10 av platsens borrhål.

"De senaste uppgifterna visar att borrhålen i Glasgow Observatory är väl anslutna till den översvämmade gruvdriften," sa Alan MacDonald, en hydrogeolog vid British Geological Survey, då.

Gruvvattnet mellan 50 och 90 meter under Glasgow mäter mellan 11 och 13 grader Celsius, tillade han. Som jämförelse är medeltemperaturen för skotskt grundvatten 10 grader, sa MacDonald.

Enligt Storbritanniens Coal Authority ligger 25 % av Storbritanniens bostadsfastigheter på kolfält. Som uppvärmningskälla verkar potentialen för underjordiska, översvämmade gruvor som de som forskas i Glasgow vara betydande.

Med hänvisning till sina egna beräkningar säger Coal Authority att "ständigt påfyllning av vatten i dessa gruvor potentiellt kan vara en tillräckligt stor resurs för att tillhandahålla alla uppvärmningsbehov för kolfältsområdena." Det kan också ha tillämpningar inom sektorer som tillverkning och trädgårdsodling.

"Vattnet i dessa gruvor är en hållbar värmekälla med låga koldioxidutsläpp, som under rätt förhållanden kan konkurrera med offentliga gaspriser och ge koldioxidbesparingar på upp till 75 % jämfört med gasuppvärmning", noteras det.

En mängd regeringar försöker ta sig bort från kol, men det spelar fortfarande en avgörande roll i många nationer. Enligt Internationella energibyrån står kol för cirka en tredjedel av den globala elproduktionen.

I december förra året sa den Paris-baserade organisationen att koleldad kraftproduktion skulle nå sin högsta nivå 2021. När det gäller kolproduktionen sa IEA att det är "prognosen att nå en rekordnivå 2022 och sedan platå som efterfrågan planar ut.”

Även om det var avgörande för planetens industrialisering och förblir en viktig elkälla, har kol en betydande inverkan på miljön.

US Energy Information Administration listar en rad utsläpp från kolförbränning. Dessa inkluderar koldioxid, svaveldioxid, partiklar och kväveoxider.

På andra håll har Greenpeace beskrivit kol som "det smutsigaste, mest förorenande sättet att producera energi."

I nordöstra England har South Tyneside Council arbetat med ett projekt som syftar till att återanvända en del av områdets gruvarv.

Enligt rådet kommer Hebburn Minewater Project på 7.7 miljoner pund (10.4 miljoner dollar) "att hämta geotermisk energi från övergivna översvämmade gruvor i det före detta Hebburn Colliery."

Initiativet syftar till att leverera värme till flera byggnader som kommunen äger genom att använda gruvvatten från det gamla kolverket, som öppnade i slutet av 18.^th århundradet och stängdes 1932.

Projektet är centrerat på borrning av två borrhål. En vattenvärmepump tar ut gruvvattnets värme, varefter det komprimeras till en mycket högre temperatur. Efter att ha kanaliserats till en energicentral kommer ett nytt nät av rör användas för distribution.

Rådet arbetar med projektet, som beräknas vara klart i juni 2023, tillsammans med Durham University och Coal Authority. I oktober förra året tillkännagavs att tester hade visat att gruvvattnets temperatur var varmare än man först trodde.

Försök att använda det varma vattnet i översvämmade gruvor är inte unika för Storbritannien. År 2008 öppnade en anläggning som beskrevs av Europeiska kommissionen som världens första gruvvattenkraftverk i Nederländerna. Ett liknande projekt baserat på att använda gruvvatten för att värma upp byggnader i Asturien, norra Spanien, har också utvecklats.

Tillbaka i South Tyneside kommunfullmäktige Ernest Gibson, vars uppdrag täcker klimatförändringar, talade med CNBC om branschens djupt rotade relation med området och hans förhoppningar för framtiden.

"Områdets ekonomi minskade [så snart] kolgruvorna stängdes," sa Gibson, en före detta gruvarbetare.

Han förklarade hur nedläggningen av ett kolverk påverkade inte bara gruvindustrin utan också andra som stål- och transportindustrin, såväl som mindre verksamheter som lokala butiker och "ragman", en term för en person som skulle köpa, samla in och sälja gamla föremål.

Gibson fortsatte med att berätta för CNBC att han är "stolt" över det faktum att gamla kolgruvor används igen.

"Kolverken stängde men ... de återupplivades i ett annat format", sa han och slog senare an en mer filosofisk ton. "Det är som livet - allt förändras, ingenting står stilla. Och jag tror att det är det bästa.”