Най-голямата пясъчна батерия в света ще топли цял град във Финландия

Най-голямата пясъчна батерия в света ще топли цял град във Финландия. Тя може да запази 100 мегаватчаса слънчева и вятърна енергия, което ще позволи на местните жители да се освободят от петрола в градската си отоплителна мрежа и така вредните въглеродни емисии да спаднат драстично – със 70%. Съоръжението за складиране на енергия в индустриални мащаби в Порнайнен, в южната част на скандинавската държава, ще е най-голямото в света до момента.

“Вълнуващо е да изградиш система за складиране на термална енергия в голям мащаб,

която едновременно ще служи като предприятие за първично производство за отоплителната мрежа на Порнайнен”, споделя пред “Евронюз Франс” Лиза Наскали, директор по експлоатацията на компанията “Полар найт енерджи”. Именно тя е в основата на иновативния метод. “Това е важен етап в широкомащабното използване на технологията на пясъчните батерии във Финландия”, добавя Наскали.

Това е система за съхранение на топлина при висока температура,

която използва пясък или подобни материали. Тя функционира като “резервоар за топлина” и има голям капацитет, особено за съхраняване на излишната енергия, произведена от слънчеви или вятърни централи. Отпада зависимостта от изкопаеми горива.

Системата от пясъчни батерии е нова – беше представена през юли 2022 г. Тогава в репортаж Би Би Си обяви, че първата експериментална батерия е инсталирана във Финландия, в град Канкаанпяа с население около 12  000 души. Тя бе свързана с топлофикационната мрежа и

се използва за отопление на търговски сгради и частни домове

Когато е пълна, батерията в Канкаанпяа може да съхранява около 8 мегаватчаса термална енергия, като при необходимост може да освобождава по 200 киловата през топлообменните тръби. Новата ѝ посестрима, която се изгражда сега, ще е много по-мощна.

Концепцията бе представена в момент, когато Русия отряза доставките на газ за Финландия. Страната не само е част от ЕС, но наскоро се присъедини към НАТО, което разгневи могъщия ѝ съсед. В този контекст проектът е добър пример как обновяемата енергия може да бъде използвана по нов начин. Създателите на технологията са младите инженери и предприемачи Томи Еронен и Марку Илонен.

“Пясъкът във вътрешността на силоза на електрическата централа “Ватаянкоски” в Канкаанпяа може да съхранява топлина от около 500° по Целзий в продължение на месеци независимо от външните температури, които във Финландия през зимата са доста ниски”, казват иноваторите.

“Идеята възникна, след като се запитахме

как бихме се справили с енергийния проблем,

ако имахме свободата да си създадем общност за нас самите – заяви в интервю през 2018 г. Марку Илонен. – Много бързо след това, особено тук, в северните ширини, се сблъскахме с въпроса за съхраняването на енергията, ако искаме да я произвеждаме по възможно най-чистия начин.” Тогава двамата приятели от деца, свързани от общата си страст към леката атлетика, започнали да разсъждават за пясъка като достъпно средство. То трябвало да може да запазва изобилието от енергия, създавано в периодите, когато слънцето грее или вятърът духа силно. Да се намери начин да се складират тези обновяеми източници, е ключовият момент за пълноценното им използване.

“Броят на дните с ледена покривка на езерото, където сме карали кънки като деца, е намалял драстично през последните няколко години. Климатичните промени се случват пред очите ни”, обяснява Еронен мотивацията на младия екип.

Батериите от литий действат много добре за специфични цели,

но освен че създават проблем за околната среда и са скъпи, те не могат да абсорбират огромни количества енергия. Оказва се обаче, че песъчинките са учудващо ефикасни за съхранение на енергия.  Пясъчната батерия в Порнайнен ще е около 10-12 пъти по-голяма от тази в електрическата централа “Ватаянкоски”. Финландският стартъп е свързал пилотна инсталация и с отоплителната мрежа на град Тампере.

Структурата е твърде проста, обясняват от “Полар найт енерджи”. Висока кула, подобна на силоз за зърно, е напълнена с пясък с ниско качество, който е отхвърлен от строителния бранш, и е свързана с излишната топлина, генерирана от слънчевата и вятърната енергия. Системата функционира благодарение на процес, наречен резистентно нагряване, при който топлината се поражда от триенето, когато електрически ток минава през материал, който не е суперпроводник.

Пясъкът може да складира топлина от около 500°

в продължение на много дни, дори и месеци, което е ценен резерв от евтина енергия за зимата. В случай на нужда батерията освобождава горещия въздух и затопля водата в градската отоплителна мрежа. В Канкаанпяа от тази възможност се възползват офиси, частни домове и дори градският басейн. “Ние трябва да знаем как енергията или топлината се придвижва във вътрешността на контейнера, за да сме наясно във всеки момент с какво количество разполагаме и с каква скорост можем да зареждаме и разреждаме”, обяснява Марку Илонен.

С цел да прецизира алгоритмите, с които работи,

финландският стартъп е готов да развие технологията за складиране в Порнайнен.

След като бъде завършена и влезе в експлоатация, новата батерия ще бъде свързана с мрежата на финландската отоплителна компания, която осигурява отоплението на градовете в целия регион.

“Нашата компания се ориентира към производство на енергия, което зачита повече околната среда. Благодарение на пясъчната батерия ще можем значително да намалим енергията, произведена чрез горене, и да елиминираме значително използването на петрол”, казва Мико Паяанен, който е главен изпълнителен директор на отоплителното предприятие.

Проектът се вписва и в плановете на град Порнайнен за въглеродна неутралност. Голяма част от неговите сгради, сред които и училището, кметството и библиотеката, се захранват от градската отоплителна система. Пясъчната батерия ще позволи въглеродните емисии да бъдат намалени със 160 тона годишно.

И градът да се освободи от нафтата и пелетите, чието горене ще спадне с около 70%.

Капацитетът за складиране на термална енергия от батерията е равен на месец разход на топлина през лятото и на седмица през зимата в Порнайнен. Не изглежда кой знае колко много, но според финландците напредъкът към чиста енергия, дори и с малки стъпки, си заслужава усилията.

Пясъчната батерия е висока 13 м и широка 15 м

Изграждането и тестването ѝ ще продължат около 13 месеца и жителите на градчето ще могат да се топлят от нея през зимата на 2025 г.

“Искахме да намерим материал, с който да можем да се снабдим навсякъде по света”, уточнява Марку Илонен. Но дали пясъкът е толкова достъпен, колкото си мислим? Той е широко използван в строителството и според скорошно нидерландско изследване търсенето му ще нарасне с 45% през следващите 4 десетилетия.

Строителният пясък обикновено се извлича от коритата на реките и езерата

и “пиратите на пясък” ускоряват изчезването му от екосистемите на тези водни басейни. Дефицитът на материала в световен мащаб непрекъснато вдига цените и поражда истинска война за доставки сред големите строителни компании.

Но за финландските инженери произходът на пясъка няма особено значение. Техните батерии работят с нискокачествен пясък или всеки подобен материал с достатъчно висока плътност в рамките на определени термодинамични параметри. Така че на практика те не се конкурират със строителния бранш. В Порнайнен например “Полар найт енерджи” открила устойчив материал в натрошен сапунен камък – страничен продукт от производството на камини от друга финландска компания. “За нас е от съществено значение да изследваме и тестваме различни материали, за да използваме подходящите по отношение на свойствата, рентабилността и насърчаването на кръговата икономика”, разкриват финландските иноватори. Тяхната цел е да разпространят своята технология по целия свят.