位於奧克里奇國家實驗室（ORNL）的研究人員成功開發出先進的建模工具，這些工具有望將全國數千個廢棄的煤礦轉變為大型地下能源儲存庫。透過創建高保真度的水動力學和化學模型，研究團隊克服了一個主要技術障礙，這使得確定如何將這些廢棄場地重新利用於抽水儲能（Pumped Storage Hydropower, PSH）成為可能。這一發展為美國能源格局提供了雙重解決方案，既能提供碳中和電網所需的長期儲能，又能振興曾經的礦業社區。
傳統的 PSH 通常被稱為水電池，因為它通過在不同高度的兩個水庫之間搬運水來運作。當能源便宜或豐富，例如在陽光明媚的午後，水被抽到上游；當需求上升時，水則通過渦輪機釋放以產生電力。雖然 PSH 目前佔美國所有公用事業規模能源儲存的 90%以上，但其增長歷史上受到地理位置的制約。標準設施需要大型山脈或丘陵來創造必要的高度差，這也被稱為「水頭」。ORNL 的突破則改變了這一模式，將操作轉移到地下，利用廢棄煤礦的深井作為下游水庫，而不是建造新的山坡設施。這樣的技術可以擴展到過去不適合水電的平坦地區。
此外，利用這些現有的隧道和井道可以顯著降低建設成本，加快部署時間。重新利用煤礦是一項複雜的工作，因為礦井內部的環境具有化學活性且結構複雜。ORNL 的高級研究員 Thien Nguyen 指出，雖然地下 PSH 是一個令人振奮的機會，但行業必須首先克服化學侵蝕和結構穩定性等挑戰。新的 ORNL 模型使工程師能夠模擬水在這些特定隧道中的流動情況，以及水如何與本地礦物質互動。這有助於研究人員預測腐蝕風險，通過識別殘留礦物質如何可能損壞昂貴的渦輪機，還能評估結構完整性，以確保高壓下水的快速移動不會導致礦牆破裂或倒塌。
ORNL 團隊現在正朝著全面的技術經濟分析邁進。ORNL 科學作家 Galen Fader 表示：「我們的建模工具將幫助行業夥伴評估這些風險，並對特定感興趣地點的設施設計、建設和運營作出明智決策。」研究人員還計劃進行系統效率分析，以確定在特定地點的設施建設和運營的最佳實踐。透過將環境負擔轉變為電網規模的資產，這項研究有望使曾經驅動工業時代的煤礦在穩定清潔能源的未來中發揮作用。
