【低成本高效能】芬兰人研发用「沙」储存能源

由于气候变化，加上石化燃料价格飞涨，全球对新型再生能源产业非常渴求，特别是地处高纬度的欧洲国家，每年均需面对漫长严寒的挑战。

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

芬兰西部的一所发电厂开发了一种新技术，有可能缓解对能源问题的焦虑。今日镭射全方位张艾利和大家解构芬兰人怎样运用沙，转化成绿色能源。

乌克兰和俄罗斯战争开始后，绿色能源问题受到了更大关注。芬兰使用的大部分天然气均来自俄罗斯，而该国是欧盟当中同俄罗斯陆地边界接壤最长的国家。当芬兰决定加入北约后，莫斯科现在已经停止对芬兰供应天然气和电力。现在芬兰的政客和公众均十分关注提供取暖和照明的能源问题，特别是地处高纬度，每年面对漫长寒冷的冬天。

在芬兰西南部的坎康佩(Kankaanpää)，年轻的工程师建成了第一个商用的用「沙」做出的储能设备，利用低纯度的沙做成的电池，把太阳能或风能产生的热能蓄积起来。沙，能够储存约摄氏500度的热能，可在冬天为房屋供暖。这是一种低成本，高效益的储存能源技术。开发这概念的是一家名为极地夜能源(Polar Night Energy)的初创公司。其中一位创办人马高·耶伦(Markku Ylönen)认为，现有的绿色电力急速发展的情况下，绝对需要把多余的能源迅速储存起来。当地的发电厂瓦塔扬科斯基(Vatajankoski)已经按照了他们研发的「沙电池」系统去储存电力。这个装置的关键部分是什么？就是100多吨建筑用的沙！这些粗沙可能成为储存能量的一种简单有效的措施，在需要的时候释放出能量供电。

可能你会问：「如何在没有太阳光，不刮风的时候怎能储存能源？」解决这个问题最明显的方案就是「大规模」储电设施，把能源储存起来。目前大多数的电池都是锂电池，扩大锂电池规模十分昂贵，而且工业制造的锂电池的排放很大，它们只能储存有限数量的多余电力。

「沙」的概念就是将太阳能或风能产生的电力，通过电阻加热，把沙加热；通过热交换器让热气在沙裏面循环移动。沙是储热的有效的媒介，长时间流失热量很少。这套由芬兰人研发的系统，能够把沙保存摄氏500度的高温几个月。当能源价格升高的时候，储能设备就能释放出热气，把水温加热，为地区供暖提供热力；这些热水能流向住宅，办公室和当地的游泳池。

长期研发储存绿色能源的技术，对工业来说就是巨大的机遇，因为不同工业过程中尤其以纺织品、食品饮料，或制药，甚至玩具，大部份的加热过程都十分依赖石化能源；现今能够把沙转化成为绿色能源，储存备用，确实有助降低生产成本和消费者的开支。现今的技术层面，要利用设备储存热量后，能不能转化为电能，才是最大的挑战。

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