文／江明麗　

每逢秋時節，北京、天津一帶的街巷就會出現糖炒栗子的攤車，一顆顆琥珀色的板栗在冒著蒸騰熱氣的黑石中翻攪，等待熟透後的那一口馨香，美食家們會研究這庶民小食的由來，理工腦袋的人則會好奇石頭的導熱能力，原來冷冰冰的石頭經過加熱，也是一種珍貴的能源，而這樣的獨特性質，也已經被科學家們發現，並且研究出了「沙子電池」這項產物。

能源轉型 節能減碳



2025年，芬蘭的新創公司Polar Night Energy，在南部小鎮波爾奈寧（Pornainen）建造了世界上最大的商業化沙子電池，這是一座高13公尺、寬15公尺的巨型筒倉，外層包覆厚實的岩棉或其他絕熱材料性質的保溫層。內層是約2000公噸重的粉碎石子，設計者利用風扇、管道等設備，將熱空氣送入沙子內部，等於是將沙子作為熱能儲存的介質儲存起來，溫度可以高達500℃甚至1200℃以上，巨型筒倉可以保熱，有助於數個月的長時間儲存熱能，等待有需要的時候再釋放，對於冬季要依賴供暖的北方國家有很大的幫助，因為這樣的儲能特性而被稱為沙子電池。

沙子電池與一般的鋰電池不盡然相似，後者需要鋰、鎳、鈷、石墨等稀有金屬做為製造材料，沙子電池只需碎石，甚至是廢棄建築材料如皂石，就可以製造，成本低廉且取之不盡，唯一的缺點是不能百分百轉換成電能，由於這部分尚在研究階段，即使沙子電池可以做為電能使用，在轉化過程只能提取30%～40%的電能，並不符合經濟效益，所以目前多作為生活或工業上的供暖使用。

取之不盡 能源再生



比起化學電池能使用九成以上，沙子電池作為熱儲能的效用遠比電能的功效來得更大，尤其在再生能源的領域來說，沙子電池幾乎無毒，能無限次循環加熱與冷卻，且耗損率低，主要利用富裕的太陽能與風力電能為沙子加熱，這樣的優點對於原本依賴石油、木材作為供暖染料的芬蘭來說，可以減低約七成的碳排量，有助在2035年達到碳中和目的成功。

那麼一組沙子電池可以為人類提供多少時間的熱能源呢？以擁有5000人口數的小鎮來說，總儲熱容量有100兆瓦時（MWh）的沙子電池，可以滿足它冬季一周的供暖需求，夏季甚至多達一個月的熱能，成本估算上也比一般化學電池低。根據Polar Night Energy公司曾經估算，沙子電池成本約為每千瓦時25美元，鋰電池成本是每千瓦時115美元。

在計算單位上，沙子電池屬於「熱功率」（MW），而非我們常聽的「電功率」（W），最擅長把再生電轉成高溫熱、長期保存，再用於區域供暖或工業用熱。目前芬蘭廠商的設備模組，有2022年就已經運轉的熱功率100kW、容量8MWh的商轉沙子電池，而目前全球最大的設備則是熱功率1MW、容量100MWh模組，已於2025年啟用，未來希望單座模組能達到熱功率10MW、容量1000MWh等級，為人口更密集的城市供熱。或許沙子電池還不能便利到為大家的手機或電動車直接充電，但人類因夢想而偉大，隨著科技日新月異，或許在未來的某一天，垃圾桶裡面的廚餘也能啟動車子引擎發動呢！