編譯/韋士塔
能源永續性日益受關注,愈來愈多國家的家庭及企業開始採用清潔能源,但在能源轉型的過程,多餘能源的儲存及相關成本,是決定轉型步調的關鍵。研究人員正持續開發創新、平價的儲能技術及設施,目標是讓更多人負擔得起清潔能源。
太陽能與風力發電,是目前最普及的清潔能源,但這兩種發電方式受限於天候,一旦缺乏日照或風力不足,就無法持續產生電力;此外,投資、維護這些設備,以及儲存光電及風電,目前來說相對昂貴。芬蘭的極地之夜能源公司(Polar Night Energy)與當地的綠色能源供應商瓦塔楊柯斯基公司(Vatajankoski),聯手打造全球第一座「沙電池」,提供低成本、低排放的再生能源儲存方式,能在電力充足時儲存能源,在沒有太陽光或風勢較小的時候提供能源。
過去,芬蘭的天然氣仰賴俄羅斯供應,但芬蘭決定加入北約後,莫斯科已停止了對芬蘭供應天然氣、電力。再生能源的使用,則受限於天氣條件,難以穩定供電;因此,芬蘭早已設法開發大型的能源儲存設備。
然而,多數的儲能電池均為鋰電池,不僅價格昂貴,且體積龐大。
極地之夜能源公司在芬蘭坎卡帕鎮(Kankaanpaa)建造的沙電池,能把熱量儲存在設施,與當地的供暖系統連結,目前已開始為1萬名民眾提供服務。
極地之夜能源公司的聯合創辦人暨技術長約洛南(Markku Ylonen)表示:「隨著技術的突破,太陽能及風能的成本持續降低,足以與化石燃料或其他來源的能源競爭。然而,這些清潔能源的最大障礙是用戶無法自行決定何時生產,我們的設備,有助解決這個能源轉型的最大障礙,能夠儲存能源,隨時使用。」
約洛南指出,沙電池利用沙子的儲熱能力,儲存太陽能或風能產生的熱能,透過熱交換器讓熱氣在沙子裡循環,可讓沙子保持500℃高溫長達數個月;這些熱量可為建築物、游泳池、辦公室、住家或任何其他需要的場所供暖。此外,這種設備使用的原料是沙子,成本低廉,能提供便宜、環保的暖氣。
約洛南進一步解釋,由於沙電池的熱能轉換效率相對偏低,只能用於提供熱量而非電力;儘管如此,這種儲熱系統仍可大幅減少碳排放。
他表示:「供暖的排放量約占全球排放量的4分之1,對全球暖化的影響,幾乎與運輸、食品產業相當。沙電池能迅速儲存熱能,大幅減少天然氣或化石燃料的使用量。」
極地之夜能源公司希望能擴大沙電池技術的應用範圍,除了供暖,也可能用於食品、紡織等產業;瓦塔楊柯斯基公司的總經理帕西(Pekka Passi)表示:「沙電池的原理很簡單,但我們率先付諸實行,美國國家再生能源實驗室(NREL)也開始考慮以沙子製作綠能電池。」