一個巨大的沙電池將減少芬蘭一個小鎮的碳排放。
位於芬蘭南部波爾奈寧的工業規模儲存裝置將在一年內投入使用，成為世界上最大的沙電池。
能夠儲存 100 MWh 的熱能太陽的和風能，這將使居民能夠不再使用區域供熱網路中的石油，從而幫助減少近 70% 的排放。
「建造一個大型熱能儲存庫令人興奮，它也將作為 Pornainen 區域供熱網路的主要生產工廠，」創新背後的公司 Polar Night Energy 的首席營運長 Liisa Naskali 說道。
“這是擴大沙電池技術規模的重要一步。”
芬蘭的沙電池越來越大
新型1MW沙電池已有前身。 2022 年 5 月，Polar Night Energy 在 Kankaanpää 鎮的一座發電站進行了較小的設計。
就在俄羅斯切斷天然氣供應以報復之際推出芬蘭加入北約後，該計畫成為如何以新方式利用再生能源的及時範例。
Euronews Green 先前曾採訪過該技術的年輕芬蘭創辦人 Tommi Eronen 和 Markku Ylönen。
“我們正在討論 - 如果我們有自由為自己設計一個社區 - 我們如何在如此有限的環境中解決能源問題？” Markku 談到了 2018 年極夜能源背後的靈感。
「然後很快，特別是在北方，你就會遇到這樣的問題：儲能如果你想盡可能清潔地生產能源。
朋友們開始思考各種想法，降落在沙子上作為一種經濟實惠的方式來儲存陽光明媚或風速高時產生的大量電力。
尋找一種方法來儲存這些可變再生能源是充分發揮潛能的關鍵。鋰Markku 解釋說，電池在特定應用中表現良好，但除了它們的環境問題和費用，他們無法吸收大量的能量。
事實證明，沙粒在能量儲存方面出奇地寬敞。
波爾奈寧的沙砲台將比 Kankaanpää 的 Vatajankoski 發電廠仍在運作的沙砲台約 10 倍。該新創公司先前也將一個試點工廠連接到坦佩雷市的區域供熱網路。
那麼沙電池到底是如何運作的呢？
極夜能源公司在談到原型時表示，它的結構一開始就相當簡單。一座高塔充滿了低品味的沙子，並充滿了來自多餘太陽能和太陽能的熱能。風電。
這是透過一種稱為電阻加熱的過程來實現的，電流通過任何非超導體的材料時產生的摩擦會產生熱量。然後熱空氣通過熱交換器在容器中循環。
沙子可以儲存 500 攝氏度左右的熱量幾天甚至幾個月，為冬季提供寶貴的廉價能源儲存。當需要時，電池釋放熱空氣，加熱區域供熱網路中的水。例如，Kankaanpää 的住宅、辦公室甚至當地游泳池都受益。
「那裡真的沒有什麼特別的，」馬庫談到儲存時說道。 「複雜的部分發生在電腦上；我們需要知道能量或熱量如何在存儲內部移動，以便我們始終知道有多少可用量以及我們可以以什麼速率放電和充電。
沙池將如何為波爾奈寧的居民提供服務？
在完善充電演算法後，極夜能源現在已準備好擴大波爾奈寧的儲存技術。
完工後，新電池將與 Loviisan Lämpö 的網路集成，Loviisan Lämpö 是一家為該地區提供區域供熱的芬蘭供暖公司。
「Loviisan Lämpö 正在朝著更環保的能源生產方向發展。透過沙電池，我們可以顯著減少燃燒產生的能量，並完全消除石油的使用，」執行長 Mikko Paajanen 說。
該項目也符合 Pornainen 的計劃碳中和。它的許多建築，包括綜合學校、市政廳和圖書館，都依賴區域供暖。
波爾奈寧市長安蒂·庫塞拉 (Antti Kuusela) 表示，該市“歡迎所有能夠減少區域供熱運營排放並有助於網絡擴張的創新開發項目。”
預計沙池每年將減少 160 噸二氧化碳當量的排放。除了讓該鎮擺脫對石油的依賴之外，預計木片燃燒量還將減少 60%。
極夜能源公司表示，該電池的熱能儲存能力幾乎相當於波爾奈寧夏季一個月的熱需求和冬季一週的熱需求。
這座高 13 公尺、寬 15 公尺的電池的建造和測試預計需要大約 13 個月的時間，這意味著它應該可以在 2025 年冬季之前為居民提供溫暖。
沙子是可持續材料嗎？
「我們希望找到幾乎可以在世界任何地方購買的東西，」馬庫說。但沙子真的像我們想像的那樣無所不在嗎？
荷蘭最近的一項研究表明，未來 40 年對建築材料的需求將飆升 45%。建築用砂通常是從河流和湖泊中提取的，並且'沙海盜」正在加速其從這些生態系統中的流失。
但對芬蘭工程師來說，沙子來自哪裡並不重要。儘管最初使用建築用沙（以限制運輸排放），但沙子電池可以在一定的熱力學參數範圍內與任何具有足夠高密度的沙狀材料一起使用。
在波爾奈寧，極夜能源公司在碎皂石中發現了一種永續材料；一家芬蘭公司製造保溫壁爐的副產品。
“Tulikivi 是一家知名的傳統公司，”Naskali 說道，“他們使用的皂石是非常芬蘭的東西。”
「我們總是根據客戶的需求來選擇熱能儲存媒體。檢查和測試不同的材料對於我們使用適合性能、成本效益和促進熱能儲存的材料至關重要。循環經濟，」她補充道。
極夜能源雄心勃勃，希望將其技術推廣到全世界。
正如 Markku 在 2022 年告訴我們的那樣，“我們希望盡快在全球範圍內建造規模擴大一百倍的儲存設施。”
