„Baterie piaskowe” mogą rozwiązać główny problem czystej energii

„Baterie piaskowe” mogą rozwiązać główny problem czystej energii

06.07.2022 0 przez admin
  • Matt McGrath
  • Korespondent ds. Środowiska

Aplikacja BBC News Russian Service jest dostępna na iOS i Androida . Możesz także zasubskrybować nasz kanał Telegram .

podpis pod zdjęciem,

A więc „akumulator piaskowy” wygląda jak z zewnątrz

Pierwsza na świecie bateria piaskowa została uruchomiona w Finlandii, umożliwiając magazynowanie energii słonecznej, wiatrowej i innych odnawialnych źródeł przez miesiące.

Twórcy technologii mają nadzieję, że ich wynalazek rozwiąże główny problem, który stoi na drodze do szybkiego rozwoju zielonej energii – jej sezonowość.

Zasada działania baterii jest prosta: tania energia słoneczna i wiatrowa służy do ogrzewania basenu wypełnionego tanim brudnym piaskiem.

Piasek może zostać podgrzany do temperatury ok. 500°C, a jego wysoka pojemność cieplna pozwala na zmagazynowanie lwią część energii, którą później można wykorzystać do ogrzewania budynków mieszkalnych w okresie zimowym, gdy zapotrzebowanie na ciepło silnie wzrasta – a ceny rosną wraz z to.

Finlandia kupuje większość swojego gazu od Moskwy, więc inwazja wojsk rosyjskich na pełną skalę na terytorium Ukrainy sprawiła, że problem przeładunku energii „po zielonym torze” stał się szczególnie istotny.

Ze wszystkich krajów UE to właśnie Finlandia z Rosją ma najdłuższą granicę – a po tym, jak Helsinki ogłosiły chęć przystąpienia do NATO, Moskwa całkowicie wstrzymała dostawy gazu i energii elektrycznej do swojego „nieprzyjaznego” zachodniego sąsiada.

Zima w Finlandii jest długa i mroźna, więc brak pewności, jak oświetlić i ogrzać domy wraz z nadejściem chłodu, niepokoi nie tylko polityków, ale i zwykłych obywateli kraju.

Nowa technologia uruchomiona we wtorek w małej elektrowni w zachodniej części kraju może pomóc rozwiązać ten palący problem.

Nowość nie wygląda zbyt imponująco, w rzeczywistości jest to gigantyczny bunkier o matowoszarym odcieniu, wypełniony 100 tonami piasku budowlanego. Jednak potencjał tego repozytorium jest ogromny.

Możliwe, że ten powszechny i bardzo przystępny cenowo materiał budowlany posiada właściwości niezbędne do stworzenia taniej i wydajnej baterii, która pozwoli na gromadzenie i magazynowanie energii przyjaznej środowisku.

Światowy kryzys klimatyczny i ostatnio gwałtownie rosnące ceny paliw kopalnych doprowadziły do gwałtownego wzrostu inwestycji w energię odnawialną.

Znalezienie do tego odpowiednich lokalizacji, wyposażenie tam nowych farm słonecznych lub wiatrowych i zasilenie z nich sieci energetycznej jest stosunkowo prostym zadaniem. Dużo trudniej jest rozwiązać inny problem – nieuniknioną zależność wielkości produkcji od pory roku i pory dnia.

Co robisz, gdy słońce nie świeci, a wiatr nie wieje? Jak zapewnić ciągłość dostaw energii?

Ponadto gwałtowny wzrost liczby zielonych elektrowni będzie wymagał zwiększenia produkcji energii w inny sposób, aby w razie potrzeby zbilansować sieć.

Najbardziej oczywistym rozwiązaniem problemu jest budowa pojemnych akumulatorów, które umożliwiają akumulowanie wytworzonej energii, a następnie jej oddanie, bilansowanie sieci w miarę sezonowych spadków produkcji.

prawa autorskie do zdjęćTony Jolliffe

podpis pod zdjęciem,

Takim piaskiem wypełnia się ogromny zbiornik baterii.

Większość dzisiejszych baterii jest wykonana z litu. Są stosunkowo drogie, zajmują dużo miejsca i nie radzą sobie zbyt dobrze z przeładowaniem.

Jednak grupa młodych inżynierów właśnie zakończyła instalację pierwszego na świecie akumulatora piasku w Kankaanpäa w Finlandii, który oferuje ekonomiczne i bezpieczne rozwiązanie tego problemu.

„Za każdym razem, gdy produkcja przystępnej cenowo zielonej energii elektrycznej rośnie, istnieje potrzeba szybkiego przekierowania jej do tymczasowego magazynowania”, wyjaśnia Markku Ülönen, współtwórca technologii i współzałożyciel Polar Night Energy.

Pierwszy akumulator piasku zainstalowano w elektrowni Vatajankoski, która zapewnia ciepło pobliskim gminom.

Tani prąd podgrzewa piasek do temperatury 500°C dzięki tzw. ogrzewaniu oporowemu (dokładnie ta sama zasada działa w przypadku kominków elektrycznych).

Z piasku ogrzewane jest powietrze, które krąży wewnątrz komory akumulatora za pomocą wymiennika ciepła.

Piasek doskonale nadaje się do oszczędzania energii, ponieważ materiał ma wysoką pojemność cieplną – co oznacza, że nagrzewa się bardzo powoli, ale stygnie równie wolno, według twórców, magazyn może utrzymać piasek w temperaturze około 500 stopni przez miesiące.

Gdy ceny energii elektrycznej zaczynają sezonowo rosnąć, gorące powietrze z akumulatora wykorzystywane jest do podgrzewania wody do instalacji centralnego ogrzewania. Już stamtąd ciepło dostarczane jest do mieszkań, biur, a nawet ogrzewa lokalny basen.

podpis pod zdjęciem,

Twórcy technologii piasku – Markku Ylönen i Tommi Eronen

Tanie i smaczne

Prototypowa bateria do piasku została opracowana w dawnej celulozowni w Tampere, której rada miasta celowo zapewniła teren i zapewniła niezbędne fundusze na ten cel.

„Jeśli elektrownie mogą działać tylko przez kilka godzin dziennie w najzimniejsze zimy, ogrzewanie będzie bardzo, bardzo drogie”, wyjaśnia Elina Seppänen, która nadzoruje kwestie energii i klimatu w władzach miasta.

„Ale jeśli uzyskamy możliwość przechowywania tej energii i, jeśli to konieczne, szybko przekierujemy ją z powrotem do sieci, oszczędności z takiego przechowywania mogą być ogromne”.

prawa autorskie do zdjęćTony Jolliffe

podpis pod zdjęciem,

Woda w lokalnym basenie jest również podgrzewana przez centralne ogrzewanie.

Głównym pytaniem, na które trzeba jeszcze odpowiedzieć, jest skalowalność technologii eksperymentalnej. Jak opłacalna będzie bateria piaskowa? Czy jego energia wystarczy, aby zapewnić nieprzerwane zaopatrzenie w ciepło i energię elektryczną setek domów?

Piasek doskonale magazynuje ciepło, ale jego odwrotna przemiana na energię elektryczną niezbędną do zasilania sieci jest procesem znacznie mniej wydajnym i droższym.

Jednak w dłuższej perspektywie technologia może okazać się bardzo korzystna dla dużych przedsiębiorstw przemysłowych, których główne koszty energii pokrywane są obecnie głównie ze spalania paliw kopalnych.

W tym samym kierunku – wykorzystania piasku jako akumulatora ciepła na potrzeby zielonej energii – pracuje kilka innych grup badawczych na całym świecie, w tym zespół amerykańskiego National Renewable Energy Laboratory.

Jednak Finowie jako pierwsi stworzyli działający system komercyjny – i jak na razie, zdaniem jednego z inwestorów projektu, „wszystko działa tak, jak powinno”.

„Droga jest naprawdę prosta, ale podobał nam się pomysł spróbowania czegoś nowego – bycia pierwszym na świecie, który stworzył coś takiego” – przyznaje dyrektor zarządzający elektrowni Pekka Passi. pewnie szalony projekt, ale wierzę, że zakończy się sukcesem.”

Aby otrzymywać wiadomości BBC, zasubskrybuj nasze kanały:

Pobierz naszą aplikację: