Pierwszy komercyjny magazyn ciepła na bazie piasku już działa na terenie fińskiej elektrowni. Bateria piaskowa, w której znajduje się sto ton piasku, produkuje niskoemisyjne ciepło dla miasta Kankaanpää w zachodniej Finlandii.
Finlandia otrzymuje większość swojego gazu z Rosji, więc wojna w Ukrainie sprawiła, że kwestia zielonej energii stała się przedmiotem szczególnej uwagi. Finlandia ma najdłuższą rosyjską granicę w UE, a Moskwa wstrzymała dostawy gazu i energii elektrycznej w związku z decyzją Finlandii o przystąpieniu do NATO. Obawy o źródła ciepła i światła, zwłaszcza w obliczu długiej, mroźnej fińskiej zimy, zaprzątają uwagę zarówno polityków, jak i obywateli. Ale w rogu małej elektrowni w zachodniej Finlandii stoi nowy element technologii, który ma potencjał, aby złagodzić niektóre z tych obaw.
Obecnie większość baterii produkowanych jest z litu. Są drogie, zajmują dużo miejsca i mogą poradzić sobie jedynie z ograniczoną ilością nadmiaru energii. Jednak w mieście Kankaanpää zespół młodych fińskich inżynierów ukończył pierwszą komercyjną instalację baterii wykonanej z piasku. Ich zdaniem może to rozwiązać problem magazynowania energii w tani i mało szkodliwy sposób. To nie jedyne podejście do ekologicznych baterii, o jakim piszemy na naszym blogu. Zachęcamy do lektury naszych tekstów, na przykład „Biodegradowalna bateria zrewolucjonizuje Internet Rzeczy?”
Pierwsza na świecie bateria piaskowa w komercyjnym użyciu
Firma Polar Night Energy i elektrownia Vatajankoski wspólnie zbudowały magazyn energii cieplnej na bazie piasku. Jest to pierwsze na świecie komercyjne rozwiązanie polegające na przechowywaniu energii elektrycznej w piasku jako ciepła do wykorzystania w sieci ciepłowniczej. Bateria piaskowa jest umieszczona na terenie elektrowni Vatajankoski i dostarcza ciepło do sieci ciepłowniczej Vatajankoski w Kankaanpää.
Markku Ylönen, współzałożyciel firmy Polar Night Energy i jeden z twórców urządzenia, powiedział, że „budowa magazynu przebiegła sprawnie, zwłaszcza biorąc pod uwagę, że rozwiązanie jest zupełnie nowe. Udało nam się wszystko uporządkować pomimo pewnych wyzwań i małego opóźnienia. Teraz piasek jest już gorący. Dowiedzieliśmy się, że nasz system ma jeszcze większy potencjał, niż początkowo obliczyliśmy. To było pozytywne zaskoczenie”.
Właściwy magazyn ciepła to stalowy kontener o szerokości około 4 metrów i wysokości 7 metrów, który posiada zautomatyzowany system magazynowania ciepła i sto ton piasku w środku. Piasek jako materiał jest trwały i niedrogi. Ponadto w stosunkowo małej objętości może magazynować dużo ciepła w temperaturze około 500–600 stopni Celsjusza.
Tania energia elektryczna podgrzewa piasek do 500 stopni Celsjusza poprzez ogrzewanie oporowe (ten sam proces, dzięki któremu działają kominki elektryczne). W ten sposób powstaje gorące powietrze, które jest cyrkulowane w piasku za pomocą wymiennika ciepła. Piasek jest bardzo skutecznym medium do przechowywania ciepła i bardzo powoli traci temperaturę. Twórcy twierdzą, że ich urządzenie może utrzymywać piasek w temperaturze 500 stopni Celsjusza nawet kilka miesięcy. Kiedy więc ceny energii są wyższe, bateria rozładowuje gorące powietrze, które ogrzewa wodę dla systemu ciepłowniczego. Jest ona następnie przesyłana do domów, biur, a nawet lokalnego basenu.
Czy magazyn ciepła z piasku to przyszłość?
Ylönen powiedział, że „ta innowacja jest częścią inteligentnej i zielonej transformacji energetycznej. Magazyny ciepła mogą znacząco pomóc w zwiększeniu udziału tych źródeł odnawialnych, które nie mogą zapewnić stałego dostępu energii, w sieci elektrycznej. W tym samym czasie możemy wykorzystać ciepło, które powstało przy innej okazji i nie zostało wykorzystane, aby ogrzać miasto. Jest to logiczny krok w kierunku produkcji ciepła bez spalania”.
Jednym z największych wyzwań jest teraz to, czy technologia ta może być skalowana w taki sposób, aby naprawdę coś zmienić. Naukowcy muszą też znaleźć metodę, która pozwoli wykorzystać ją również do uzyskana energii elektrycznej, a nie tylko ciepła. Niestety w obecnie wydajność układu drastycznie spada, gdy piasek jest używany tylko w celu oddawania energii do sieci elektrycznej.
Przechowywanie zielonej energii w postaci ciepła przez dłuższy czas to także ogromna szansa dla przemysłu, gdzie większość ciepła wykorzystywanego w przemyśle spożywczym, tekstylnym czy farmaceutycznym pochodzi ze spalania paliw kopalnych. O tym, jak nowe technologie odmienią gospodarkę, wielokrotnie pisaliśmy na naszym blogu. Polecamy lekturę na przykład tekstu „Jak 5G i IoT mogą pomóc w osiągnięciu celów zrównoważonego rozwoju?”.
Źródło: Polar Night Energy i BBC