You are here

氣候變化: 沙儲能或稱為綠色能源最新解決方案

Share this course with friends

氣候變化: 沙儲能或稱為綠色能源最新解決方案

原文轉載自BBC News 中文 https://www.bbc.com/zhongwen/trad/62053014

  •  
  • 馬格拉斯(Matt McGrath)BBC環境記者 

 

sand battery
 
圖像加註文字,

電力公司說,這種沙儲能設備已經安裝完畢,目前運作良好

 

芬蘭研究人員安裝了世界第一個「沙電池」,據稱一次能夠儲存數月的綠色能源。

研究人員說,這能接近常年的能源供應問題,這是綠色能源的主要問題。

利用低純度的沙子做成的電池把用廉價的太陽能或風能產生的熱能蓄積起來。

 

沙子能夠儲存約500攝氏度的熱量,能在冬天為房屋供暖,而冬天能源價格更昂貴。

芬蘭使用的大部分天然氣來自俄羅斯,在烏克蘭戰爭開始後,綠色能源問題受到了重視。

芬蘭是歐盟當中同俄羅斯陸地邊界接壤最長的國家,在芬蘭決定加入北約後,莫斯科現在停止了對芬蘭的天然氣和電力供應。

sand battery

現在芬蘭的政客和公眾都十分關注提供取暖和照明的能源問題,特別是地處高緯度的芬蘭有漫長,寒冷的冬天。

在芬蘭西部的一個小發電廠的一角有個新發展出來的技術設備,它有可能緩解一些人們對能源問題的焦慮。

這個裝置的關鍵部分是什麼呢?那是堆放在平淡無奇的灰色儲罐當中的100多噸建築工人用的沙子。

這些普普通通的粗沙可能成為儲存能量的一種簡單有效的措施,在最需要的時候釋放出能量。

因為氣候變化,加上現在化石燃料價格飛漲,對新型再生能源產業的投資也在迅速增加。

不過雖然新的太陽能板和風扇發電能很快輸入國家電網,但是這些多餘的能源也帶來巨大的挑戰。

sand

圖像來源,TONY JOLLIFFE

 
圖像加註文字,

沙儲能裝置中用的沙子類似建築工地上的沙子

最研究的問題是間歇性問題 - 即如何在沒有太陽光,不颳風的時候提供能源?

將更多的再生能源輸入電網意味著需要提升其他能源來源平衡電網,因為裏面電力太多或太少都可能導致電網崩潰。

解決這個問題最明顯的方案就是大規模儲電設施,把能源儲存起來,在電網增加綠色能源的時候平衡電力需要。

目前大多數的電池都是鋰電池,擴大鋰電池規模十分昂貴,而且工業製造的排放很大,它們只能應對有限數量的多餘電力。

但在芬蘭的坎康佩(Kankaanpää),一些年輕的工程師建成了第一個商用的用沙子做出的儲能設備,它們認為這是一種低成本,低環境代價的儲能方式。

Finnish researchers
 
圖像加註文字,

芬蘭研究人員耶倫和厄容恩是最早產生沙儲能設備想法的人

開發這個產品的是一家名為極地夜能源(Polar Night Energy)的初創公司。馬庫·耶倫(Markku Ylönen)是公司的兩個創始人之一,他說「在現有的綠色電力迅速增加的情況下,我們能把多餘的能源迅速儲存起來。」

瓦塔揚科斯基(Vatajankoski)發電廠已經按照了他們研發的設備,該發電廠為當地供暖發電。

低成本的電力通過電阻加熱(同電爐工作原理相同)把沙子加熱到500攝氏度。

該設備通過熱交換器讓熱氣在沙子裏面循環。

沙子是儲熱的有效的媒介,沙子長時間流失熱量很少。研究人員說,他們的設備能夠把沙子以500攝氏度的高溫保持幾個月。

pool

圖像來源,TONY JOLLIFFE

 
圖像加註文字,

當能源價格升高的時候,電池就能釋放出熱氣把水溫加熱,為住宅或游泳池提供熱水

當能源價格升高的時候,儲能設備就能釋放出熱氣把水溫加熱,為地區供暖提供熱力,這些熱水能流向住宅,辦公室和當地的游泳池。

節約成本的收獲

「沙電池」的概念最早誕生於坦佩雷(Tampere)市的從前的一個制漿廠,當地政府贈與車間並提供資金幫助他們啟動。

該市的一個能源和氣候專家艾莉娜·賽帕恩(Elina Seppänen)說「如果一些發電廠在冬天最冷的時候每天僅工作數小時,那麼能源費用將特別昂貴。」

「但是我想如果有了這種解決方案,讓我們靈活運用並且儲存熱量,就十分有助於降低費用。」

一個最大的挑戰就是能夠把這種技術的規模擴大,這樣才能帶來實質性的改變 - 而且研發人員除了能夠利用這種設備儲存熱量,能不能用他們再發電呢?

當把沙子儲存的熱量再轉為電力輸入電網,效率就大幅度降低。

但是長期儲存綠色能源本身對工業來說就是個巨大的機會,因為工業過程中的食品,飲料,紡織或製藥當中的加熱過程都依賴化石能源。

其他的研發團隊,諸如美國的國家再生能源實驗室目前也在積極探索把沙當作綠色能源儲能的手段。

但最先做出商業設備的是芬蘭人,而且根據這種系統的投資人說,他們的設備目前運行良好。

芬蘭瓦塔揚科斯基發電廠的負責人帕希(Pekka Passi)說,「設備很簡單,但是我們喜歡嘗試新東西的想法,願意成為世界第一個這麼做的人。」

「似乎有點瘋狂,如果可以這麼說的話,但是我認為這將會取得成功。」