电能转化为热能存储 芬兰辟全球最大“沙电池”



(波尔奈宁29日综合电)芬兰近日在波尔奈宁镇投入运营全球规模最大的“沙电池”储能系统,标志着可再生能源存储技术取得关键突破。
区域供热网络碳排减近70%
由芬兰公司极夜能源公司开发的这座100兆瓦时热能储存装置,在可再生能源发电量超过需求时,将电能转化为热能存储,成为温暖居民住宅、公共楼宇和学校等建筑的主要热能,成功将当地区域供热网络的碳排放削减近70%。
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这一技术解决世界可再生能源面临的核心难题:如何高效存储间歇性再生电力并按需释放。沙基储热系统的成本约为每千瓦时25美元,仅为锂电池的四分之一,为寻求可持续供热方案的社区带来经济实惠的新选择。
过剩电力加热沙粒储能
其工作原理如下:当太阳能板或风力涡轮机产生过剩电力时,电流通过电阻加热将沙粒加热至500摄氏度。这些储存在高塔中的沙粒可保持热量数周甚至数月。系统通过算法监测储热介质内部温度变化,精确掌握可释放多少能量。当社区需要供暖时,装置释放热空气加热区域供热管网中的循环水,通过地下管道为全镇建筑供暖。
波尔奈宁的区域供热运营方洛维桑兰波公司首席执行员表示,沙电池的投入使用是其力争2035年实现气候中和的关键一步。该系统在保留现有生物质锅炉作为备用热源的同时,将木屑消耗量减少约60%。
这座13公尺高、15公尺宽的巨型装置规模是2022年5月在坎康佩投入运行的首个商业装置的10倍。当时俄罗斯因芬兰加入北约而切断天然气供应,正是这个小型原型机验证沙基储能的可靠性。
沙电池的概念可追溯到2018年。当时2名芬兰工程师埃罗宁和于隆恩试图寻找一种低成本、适应北半球寒冷气候的储能技术,最终发现普通沙粒能以低于锂离子电池的成本实现大规模储能。
夏季储热量够用近1个月
镇长表示,项目进展顺利,与小镇可持续发展目标高度契合。市政府将碳中和作为关键策略目标,居民也很高兴能见证这一创新可再生能源储能装置的运行。该系统每年可减少约160吨二氧化碳当量排放。夏季储热量可满足近一个月需求,冬季储热也能维持约一周供暖。
出于砂石资源可持续性的考量,波尔奈宁项目采用芬兰保温壁炉制造商Tulikivi的工业副产品——皂石碎料作为储热介质,体现出该技术对循环经济原则的实践。
极夜能源公司目前已获得扩张资金,正与芬兰及多国合作伙伴洽谈新项目部署。据评估,随着技术在全球推广,到2030年有望每年减少超过1亿吨二氧化碳当量排放。
公司还计划在瓦尔克亚科斯基开展试点,探索将储存的热能再转化为电力,有望突破当前供热应用边界。
随着可再生能源在全球能源结构中占比持续上升,类似沙电池的储能方案有望发挥日益重要的作用,为社区提供降低化石能源依赖、利用本地材料、实现可持续发展目标的实用路径。
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