Небольшой городок на юге Финляндии перешел на использование крупнейшей в мире коммерческой песчаной батареи, чтобы решить проблему, которую многие считают самой острой для возобновляемой энергетики: перебои в подаче энергии.
Этот привлекающий внимание объект высотой 13 метров и шириной 15 метров использует 2 000 метрических тонн измельченного стеатита для хранения чистой энергии в виде тепла, обеспечивая 100 мегаватт-часов тепловой энергии.
Этого достаточно, чтобы обеспечить 5 000 жителей Порнайнена теплом почти на один месяц в летний период — и примерно на одну неделю в зимний.
Построенная по заказу финской компании централизованного теплоснабжения Loviisan Lämpö и разработанная компанией Polar Night Energy, гигантская песчаная батарея была запущена в прошлом году в рамках усилий по внедрению гибкой технологии производства тепла и сокращению выбросов углерода, генерируемых местной сетью централизованного теплоснабжения.
По данным «Polar Night Energy», благодаря этому проекту выбросы парниковых газов от тепловой сети сократились почти на 70 %, а потребление древесной щепы — примерно на 60 %. Существующая электростанция, работающая на древесной щепе, продолжает функционировать в качестве резервного источника и средства покрытия пиковых нагрузок.
Томми Эронен, генеральный директор компании Polar Night Energy, рассказал, что ранее Порнайнен для обеспечения теплом полагался на сжигание нефти и древесной щепы, но теперь песчаная батарея города способна обеспечивать отопление без сжигания топлива в течение большей части года.
«Мы переходим от мира, в котором энергию производили крупные электростанции, к миру, где энергию генерируют солнечные и ветровые установки, и тогда нам потребуются огромные объемы накопителей», — сказал Эронен.
«Надеемся, что значительная часть этих накопителей будет состоять из песчаных батарей, для которых не требуются редкоземельные материалы, как в случае со многими химическими батареями, например литий-ионными».
Проект в Порнайнене примерно в 10 раз превосходит по масштабам более раннюю версию, запущенную в стране в 2022 году, что укрепляет потенциал «песчаных батарей» в плане выполнения более заметной роли в сокращении выбросов как внутри страны, так и за рубежом.
Широко распространено мнение, что аккумуляторные системы будут играть ключевую роль в энергетическом переходе — и «песчаные батареи», в частности, показали многообещающие результаты в сфере регионального накопления тепла, однако масштабирование этой технологии сталкивается со значительными препятствиями. Среди основных критических замечаний — их способность эффективно преобразовывать тепло обратно в электричество и относительно низкая энергетическая плотность по сравнению с традиционными батареями.
Как это работает?
По сути, технология «песчаной батареи» функционирует по принципу гигантского термоса с материалом, аккумулирующим тепло.
Первый этап заключается в том, чтобы забрать электроэнергию из сети в моменты, когда в избытке генерируется ветровая или солнечная энергия, а затем нагреть песок до очень высоких температур. Силос с мощной теплоизоляцией удерживает это тепло в течение нескольких дней или недель, после чего оно через теплообменники передается для нагрева воды, предназначенной для местной сети централизованного теплоснабжения.
«Три этапа — и ключ ко всему заключается в том, что песок позволяет создать задержку между моментом потребления электроэнергии и моментом использования пара», — рассказала CNBC в ходе видеозвонка коммерческий директор Polar Night Energy, Аннетте Хёглунд-Дённес.
«Эта задержка — ваше коммерческое преимущество, ведь вы можете нагревать песок, когда электроэнергия дешевая, а использовать пар тогда, когда его производство за счет сети обычно обходится очень дорого, то есть днем, когда все остальные потребляют электроэнергию», — добавила она.
Хёглунд-Дённес сравнила этот процесс с зарядкой мобильного телефона ночью, поскольку это может обходиться дешевле, чем днем.
На вопрос о том, можно ли повторить этот проект на международном уровне, Хёглунд-Дённес ответила, что к Polar Night Energy обращались команды «со всех континентов», в частности из регионов, зависимых от ископаемого топлива, такого как уголь и нефть.
Климатологи неоднократно предупреждали, что для сдерживания глобального потепления потребуется существенное сокращение использования ископаемого топлива, причем сжигание угля, нефти и газа признано главной причиной климатического кризиса.
Нестабильность возобновляемой энергии.
Ян Розенов, профессор энергетической и климатической политики Оксфордского университета в Великобритании, согласился с тем, что электротермические технологии хранения энергии, такие как песчаные батареи, вероятно, будут распространены по всему миру.
«Для них не требуются редкоземельные элементы или критически важные сырьевые ресурсы, и прелесть заключается в том, что батарею можно заряжать, когда электроэнергия дешевая, а разряжать — когда нужно тепло», — сказал Розенов.
«Кроме того, тепло можно хранить в течение длительного времени — не только двух или четырёх часов, как в случае с литий-ионными батареями, но потенциально в течение нескольких дней и, возможно, даже недель».
Системы накопления энергии, такие как аккумуляторы, играют ключевую роль в устранении перебоев в подаче энергии от возобновляемых источников, поглощая избыточную солнечную и ветровую энергию и распределяя её в моменты снижения производства.
Микко Пааянен, генеральный директор компании Loviisan Lämpö, заявил, что песчаная батарея помогает преодолеть это препятствие на пути энергетического перехода.
«Главное в том, что мы можем отделить закупку электроэнергии от производства централизованного теплоснабжения, поскольку теперь мы способны обеспечивать теплоснабжение в зимний период в течение одной недели на одной зарядке аккумулятора, а летом запаса хватает даже на целый месяц», — рассказал Пааянен.
«Таким образом, мы можем очень эффективно использовать низкие спотовые цены».
Генеральный директор компании «Loviisan Lämpö» заявил, что компания намерена в течение первых нескольких месяцев этого года обеспечить от 55% до 60% объема производства централизованного теплоснабжения муниципалитета за счет песчаной батареи, увеличив этот показатель с примерно 30% в 2025 году.
Министр по вопросам климата Финляндии Сари Мултала охарактеризовала проект песчаной батареи в Порнайнене как «очень вдохновляющий» и инновационный пример решения проблемы хранения энергии.
«Когда я посетила станцию во время её открытия, я поняла, что сейчас они также разрабатывают решения, которые, возможно, позволят в будущем использовать и электричество, что, конечно же, станет прорывом — и это будет то, в чём многие люди увидят ценность», — сказала Мултала.
Добавить комментарий