【低成本高效能】芬蘭人研發用「沙」儲存能源

由於氣候變化，加上石化燃料價格飛漲，全球對新型再生能源產業非常渴求，特別是地處高緯度的歐洲國家，每年均需面對漫長嚴寒的挑戰。

This 'sand' battery stores renewable energy as heat. Source: Polar Night Energy

芬蘭西部的一所發電廠開發了一種新技術，有可能緩解對能源問題的焦慮。今日鐳射全方位張艾利和大家解構芬蘭人怎樣運用沙，轉化成綠色能源。

烏克蘭和俄羅斯戰爭開始後，綠色能源問題受到了更大關注。芬蘭使用的大部分天然氣均來自俄羅斯，而該國是歐盟當中同俄羅斯陸地邊界接壤最長的國家。當芬蘭決定加入北約後，莫斯科現在已經停止對芬蘭供應天然氣和電力。現在芬蘭的政客和公眾均十分關注提供取暖和照明的能源問題，特別是地處高緯度，每年面對漫長寒冷的冬天。

在芬蘭西南部的坎康佩(Kankaanpää)，年輕的工程師建成了第一個商用的用「沙」做出的儲能設備，利用低純度的沙做成的電池，把太陽能或風能產生的熱能蓄積起來。沙，能夠儲存約攝氏500度的熱能，可在冬天為房屋供暖。這是一種低成本，高效益的儲存能源技術。開發這概念的是一家名為極地夜能源(Polar Night Energy)的初創公司。其中一位創辦人馬高·耶倫(Markku Ylönen)認為，現有的綠色電力急速發展的情況下，絕對需要把多餘的能源迅速儲存起來。當地的發電廠瓦塔揚科斯基(Vatajankoski)已經按照了他們研發的「沙電池」系統去儲存電力。這個裝置的關鍵部分是什麼？就是100多噸建築用的沙！這些粗沙可能成為儲存能量的一種簡單有效的措施，在需要的時候釋放出能量供電。

可能你會問：「如何在沒有太陽光，不颳風的時候怎能儲存能源？」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。目前大多數的電池都是鋰電池，擴大鋰電池規模十分昂貴，而且工業製造的鋰電池的排放很大，它們只能儲存有限數量的多餘電力。

「沙」的概念就是將太陽能或風能產生的電力，通過電阻加熱，把沙加熱；通過熱交換器讓熱氣在沙裏面循環移動。沙是儲熱的有效的媒介，長時間流失熱量很少。這套由芬蘭人研發的系統，能夠把沙保存攝氏500度的高溫幾個月。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。

長期研發儲存綠色能源的技術，對工業來說就是巨大的機遇，因為不同工業過程中尤其以紡織品、食品飲料，或製藥，甚至玩具，大部份的加熱過程都十分依賴石化能源；現今能夠把沙轉化成為綠色能源，儲存備用，確實有助降低生產成本和消費者的開支。現今的技術層面，要利用設備儲存熱量後，能不能轉化為電能，才是最大的挑戰。

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