Небольшой населенный пункт на юге Финляндии внедрил самую большую коммерческую песочную батарею в мире, чтобы смягчить одну из самых больших проблем энергетического перехода: прерывистый характер возобновляемых источников энергии. Эта установка расположена в Порнайне, муниципалитете с населением пять тысяч человек, и была разработана компанией Polar Night Energy в сотрудничестве с местным поставщиком теплоснабжения Loviisan Lämpö.
Структура и мощность батареи
Конструкция имеет размеры 13 метров в высоту и 15 метров в ширину. Внутри хранятся две тысячи метрических тонн измельченного камня-мыла, который сохраняет чистую энергию в виде тепла. Общая емкость составляет 100 мегаватт-часов тепловой энергии, чего достаточно для обеспечения потребностей города в отоплении почти на месяц летом и около недели зимой.
Принцип работы системы хранения
Работа системы происходит в три отдельных этапа. Сначала установка поглощает электроэнергию из сети в моменты большого наличия энергии, вырабатываемой солнечными или ветровыми источниками. Затем эта электроэнергия используется для нагрева камня-мыла до очень высоких температур. Наконец, высокоизолированный бункер сохраняет это тепло в течение нескольких дней или недель, высвобождая его через теплообменники для нагрева воды, предназначенной для местной сети центрального отопления.
Аннетт Хёглунд-Дённес, коммерческий директор Polar Night Energy, объяснила механизм CNBC, сравнив его с крупным силосом. Она подчеркнула, что ключевое отличие заключается во временном интервале, который обеспечивает песок между потреблением электроэнергии и использованием пара. По ее словам, этот интервал представляет собой значительное коммерческое преимущество, поскольку он позволяет нагревать песок, когда электричество дешевле, и использовать пар, когда производство из сети обычно дорогое, например, днем, когда общее потребление высокое. Она провела аналогию с зарядкой мобильного телефона ночью, когда затраты могут быть ниже, чем днем.
Преимущества для Порнайна
До внедрения песочной батареи Порнайн зависел от сжигания масла и древесных опилок для поддержания отопления. Томми Эронен, генеральный директор Polar Night Energy, сообщил, что благодаря новой установке большая часть года город получает отопление без необходимости сжигания топлива. Компания сообщила, что проект привел к сокращению выбросов парниковых газов в системе отопления почти на 70% и к сокращению использования древесных опилок примерно на 60%. Существующая целлюлозно-древесная электростанция продолжает работать в качестве резервной системы и для покрытия пиковых нагрузок.
Микко Пааянен, генеральный директор Loviisan Lämpö, прокомментировал CNBC, что батарея позволяет отделить покупку электроэнергии от процесса выработки центрального отопления, позволяя таким образом эффективно использовать низкие цены на спотовом рынке. Компания поставила цель производить от 55% до 60% центрального отопления муниципалитета с использованием песочной батареи в первые месяцы этого года, по сравнению с примерно 30%, запланированными на 2025 год. Проект был запущен в прошлом году и в десять раз больше предыдущей версии, открытой в стране в 2022 году.
Технологический потенциал и ограничения
Эронен подчеркнул, что переход от крупных электростанций к таким источникам, как солнечная и ветровая энергия, требует значительного объема накопления энергии. Он выразил надежду, что большая часть этого накопления может быть реализована с помощью метода песочной батареи, поскольку она не требует редкоземельных материалов, в отличие от многих химических аккумуляторов, таких как литий-ионные. Ян Розенов, профессор энергетической и климатической политики Оксфордского университета (Великобритания), подтвердил, что технологии электротермического хранения, такие как песочные батареи, имеют потенциал для глобального тиражирования.
Розенов добавил, что эти технологии не требуют редкоземельных или критически важных сырьевых материалов, позволяя заряжать батарею, когда электричество доступно, и разряжать ее, когда требуется тепло. Кроме того, он отметил, что хранение может происходить в течение длительных периодов — дней или даже недель, преодолевая ограничения в несколько часов, наблюдаемые в литий-ионных аккумуляторах. Несмотря на большой потенциал, технология сталкивается с серьезной критикой, включая сложность преобразования запасенного тепла обратно в электричество с высокой эффективностью и ее относительно низкую плотность энергии по сравнению с традиционными аккумуляторами.
Хёглунд-Дённес сообщила, что Polar Night Energy получила обращения от команд «со всех континентов», особенно от сообществ, зависящих от ископаемого топлива, такого как уголь и нефть. Сари Мультала, министр климата Финляндии, назвала проект Порнайна «очень вдохновляющим» примером решения проблемы хранения энергии. Она упомянула, что во время своего визита на открытие установки поняла, что компания также разрабатывает решения для прямого использования электроэнергии в будущем, что, по ее мнению, «было бы революционным и было бы ценно для многих людей».
>
