芬蘭做出商用「沙電池」,有望成為成本低廉、環境代價小的新綠色能源

芬蘭做出商用「沙電池」,有望成為成本低廉、環境代價小的新綠色能源
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在芬蘭的坎康佩(Kankaanpää),一些年輕的工程師建成了第一個商用的用沙子做出的儲能設備,它們認為這是一種低成本,低環境代價的儲能方式。

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電力公司說,這種沙儲能設備已經安裝完畢,目前運作良好

芬蘭研究人員安裝了世界第一個「沙電池」,據稱一次能夠儲存數月的綠色能源。

研究人員說,這能接近常年的能源供應問題,這是綠色能源的主要問題。

利用低純度的沙子做成的電池,能把用廉價太陽能或風能產生的熱能蓄積起來。沙子能夠儲存約攝氏500度的熱量,能在冬天為房屋供暖,而冬天能源價格更昂貴。

芬蘭使用的大部分天然氣來自俄羅斯,在烏克蘭戰爭開始後,綠色能源問題受到了重視。

芬蘭是歐盟當中與俄羅斯陸地邊界接壤最長的國家,在芬蘭決定加入北約後,莫斯科現在停止了對芬蘭的天然氣和電力供應。

sand battery

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現在芬蘭的政客和公眾都十分關注提供取暖和照明的能源問題,特別是地處高緯度的芬蘭有漫長、寒冷的冬天。在芬蘭西部一個小發電廠的一角,有個新發展出來的技術設備,它有可能緩解一些人們對能源問題的焦慮。

這個裝置的關鍵部分是什麼?即是堆放在平淡無奇的灰色儲罐當中,100多噸建築工人用的沙子。這些普普通通的粗沙可能成為儲存能量的一種簡單有效的措施,並在最需要的時候釋放出能量。

因為氣候變化,加上現在化石燃料價格飛漲,對新型再生能源產業的投資也在迅速增加。

不過雖然新的太陽能板和風扇發電能很快輸入國家電網,但是這些多餘的能源也帶來巨大的挑戰。最關鍵的問題是持續性:如何在沒有太陽光、不颳風的時候提供能源?

將更多的再生能源輸入電網意味著需要提升其他能源來源平衡電網,因為裡面電力太多或太少都可能導致電網崩潰。解決這個問題最明顯的方案就是大規模儲的電設施,把能源儲存起來,在電網增加綠色能源的時候平衡電力需要。

目前大多數的電池都是鋰電池,擴大鋰電池規模十分昂貴,而且工業製造的排放很大,它們只能應對有限數量的多餘電力。

但在芬蘭的坎康佩(Kankaanpää),一些年輕的工程師建成了第一個商用的用沙子做出的儲能設備,它們認為這是一種低成本,低環境代價的儲能方式。

Finnish researchers

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芬蘭研究人員耶倫和厄容恩,是最早產生沙儲能設備想法的人

開發這個產品的是一家名為極地夜能源(Polar Night Energy)的初創公司。馬庫.耶倫(Markku Ylönen)是公司的兩個創始人之一,他說「在現有的綠色電力迅速增加的情況下,我們能把多餘的能源迅速儲存起來。」

瓦塔揚科斯基(Vatajankoski)發電廠已經採用了他們研發的設備,該發電廠為當地供暖發電。

低成本的電力通過電阻加熱(同電爐工作原理相同)把沙子加熱到攝氏500度。

該設備透過熱交換器讓熱氣在沙子裡面循環。

沙子是儲熱的有效的媒介,沙子長時間流失熱量很少。研究人員說,他們的設備能夠把沙子以攝氏500度的高溫保持幾個月。

當能源價格升高的時候,儲能設備就能釋放出熱氣把水溫加熱,為地區供暖提供熱力,這些熱水能流向住宅,辦公室和當地的游泳池。

節約成本的收獲

「沙電池」的概念最早誕生於坦佩雷(Tampere)市的從前的一個制漿廠,當地政府贈與車間並提供資金幫助他們啟動。

該市的一個能源和氣候專家艾莉娜.賽帕恩(Elina Seppänen)說:「如果一些發電廠在冬天最冷的時候每天僅工作數小時,那麼能源費用將特別昂貴。」

「但是我想如果有了這種解決方案,讓我們靈活運用並且儲存熱量,就十分有助於降低費用。」

一個最大的挑戰就是如何把這種技術的規模擴大,這樣才能帶來實質性的改變。此外,研發人員除了能夠利用這種設備儲存熱量,能不能用他們再發電呢?

當把沙子儲存的熱量再轉為電力輸入電網,效率就大幅度降低。

但是長期儲存綠色能源本身對工業來說就是個巨大的機會,因為工業過程中的食品,飲料,紡織或製藥當中的加熱過程都依賴化石能源。

其他的研發團隊諸如美國的國家再生能源實驗室,目前也在積極探索把沙當作綠色能源儲能的手段。

但最先做出商業設備的是芬蘭人,而且根據這種系統的投資人說,他們的設備目前運行良好。

芬蘭瓦塔揚科斯基發電廠的負責人帕希(Pekka Passi)說,「設備很簡單,但是我們喜歡嘗試新東西的想法,願意成為世界第一個這麼做的人。」

「似乎有點瘋狂,如果可以這麼說的話,但是我認為這將會取得成功。」

本文經《BBC News 中文》授權轉載,原文刊載於此

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責任編輯:朱家儀
核稿編輯:翁世航


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