Η Φινλανδία έθεσε σε λειτουργία τη μεγαλύτερη εμπορική μπαταρία άμμου στον κόσμο, ικανή να αποθηκεύει 100 MWh ανανεώσιμης ενέργειας
Τα σύγχρονα ηλεκτρικά δίκτυα απαιτούν μια συνεχή, σε πραγματικό χρόνο ισορροπία μεταξύ προσφοράς και κατανάλωσης.
Δυστυχώς, η ενσωμάτωση της αιολικής και της ηλιακής ενέργειας καθιστά τα ηλεκτρικά δίκτυα ασταθή λόγω της διαλείπουσας φύσης της παραγωγής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές.
Για να αποτραπούν τοπικές διακοπές λειτουργίας του δικτύου ή επιβλαβείς αιχμές τάσης, οι εταιρείες κοινής ωφέλειας συνδυάζουν όλο και περισσότερο τις ΑΠΕ με αποθήκευση σε μπαταρίες και/ή μονάδες φυσικού αερίου ταχείας απόκρισης, ώστε να εξομαλύνουν τις διακυμάνσεις της προσφοράς.
Φινλανδία και μπαταρίες άμμου
Ωστόσο, η Φινλανδία έχει πλέον επινοήσει μια μάλλον εκκεντρική μέθοδο για να αποθηκεύει την πλεονάζουσα ανανεώσιμη ενέργεια και να την αποδίδει στο δίκτυο κατά ζήτηση: τις μπαταρίες άμμου.
Η φινλανδική τεχνολογική startup Polar Night Energy έχει κατασκευάσει τη μεγαλύτερη εμπορική μπαταρία άμμου στον κόσμο, έναν επαναστατικό σχεδιασμό αποθήκευσης θερμικής ενέργειας υψηλής θερμοκρασίας, ικανό να αποθηκεύει 100 MWh ανανεώσιμης ενέργειας.
Βρίσκεται στο Pornainen, στη Νότια Φινλανδία, και τέθηκε σε λειτουργία από την εταιρεία τηλεθέρμανσης Loviisan Lämpö. Η βιομηχανικής κλίμακας σιλό έχει ύψος 13 μέτρα και περιέχει 2.000 μετρικούς τόνους θρυμματισμένου σαπωνόλιθου, ένα εύκολα διαθέσιμο παραπροϊόν από την τοπική κατασκευή τζακιών.
Η μπαταρία αντλεί καθαρή, φθηνή ηλεκτρική ενέργεια από το δίκτυο κατά τις περιόδους μέγιστης παραγωγής, όταν η αιολική και η ηλιακή ενέργεια είναι άφθονες. Αυτή η ηλεκτρική ενέργεια τροφοδοτεί ένα στοιχείο αντιστατικής θέρμανσης, παρόμοιο με ένα βιομηχανικό πιστολάκι μαλλιών μεγάλης κλίμακας, για τη θέρμανση του αέρα.
Ένας σχεδιασμός κλειστού κυκλώματος με ενσωματωμένους σωλήνες κυκλοφορεί αυτόν τον υπερθερμασμένο αέρα μέσα από τον θρυμματισμένο σαπωνόλιθο, αυξάνοντας την εσωτερική θερμοκρασία στους 400°C–600°C.
Ο σαπωνόλιθος μπορεί να διατηρεί αυτή την ενέργεια για εβδομάδες ή ακόμη και μήνες με ελάχιστες απώλειες, χάρη στην υψηλή θερμική πυκνότητα και τη θερμοχωρητικότητα του υλικού.
Για την εκφόρτιση της ενέργειας κατά τις περιόδους υψηλής ζήτησης ισχύος, ψυχρός αέρας διοχετεύεται μέσω του εσωτερικού δικτύου σωλήνων ώστε να εξάγει τη θερμότητα από τις πέτρες. Στη συνέχεια, αυτή η θερμότητα διοχετεύεται σε έναν εναλλάκτη θερμότητας για την παραγωγή ζεστού νερού, το οποίο φτάνει σε θερμοκρασίες έως και 400°C.
Έπειτα, το νερό αντλείται απευθείας μέσω του τοπικού δικτύου τηλεθέρμανσης του Pornainen για να θερμαίνει κατοικίες, σχολεία και δημόσια κτίρια, παρέχοντας αρκετή θερμική ενέργεια για τους 5.000 κατοίκους του Pornainen για μία εβδομάδα κατά τη διάρκεια του χειμώνα και σχεδόν έναν μήνα κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού.
Ολόκληρη η λειτουργία είναι πλήρως αυτοματοποιημένη μέσω λογισμικού
Ένα σύστημα παρακολούθησης τεχνητής νοημοσύνης παρακολουθεί σε πραγματικό χρόνο τις τιμές ηλεκτρικής ενέργειας στην αγορά άμεσης παράδοσης (spot market), ώστε να φορτίζει αυτόματα τη μπαταρία όταν η ηλεκτρική ενέργεια είναι ουσιαστικά δωρεάν ή έχει αρνητική τιμή και να την εκφορτίζει όταν η ισχύς του δικτύου αυξάνεται απότομα ή όταν η ζήτηση θέρμανσης κορυφώνεται, εξασφαλίζοντας υψηλή οικονομική βιωσιμότητα.
Η Polar Night Energy εκτιμά ότι η μπαταρία άμμου έχει μειώσει τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου κατά σχεδόν 70% και έχει περιορίσει τη χρήση ξυλοτεμαχιδίων κατά περίπου 60%, ενώ μια παλαιότερη μονάδα ξυλοτεμαχιδίων παραμένει σε λειτουργία για τα φορτία αιχμής και ως εφεδρεία.
Ίσως το μεγαλύτερο πλεονέκτημα αυτών των νέων μπαταριών είναι ότι, σε αντίθεση με τις συμβατικές μπαταρίες ιόντων λιθίου, οι μπαταρίες άμμου δεν υποβαθμίζονται με την πάροδο του χρόνου, δεν απαιτούν σπάνιες γαίες και προσφέρουν μια εξαιρετικά βιώσιμη, χαμηλού κόστους λύση για εποχική, μακράς διάρκειας αποθήκευση ενέργειας.
«Μεταβαίνουμε από έναν κόσμο όπου η παραγωγή ενέργειας γινόταν από μεγάλους σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας σε έναν κόσμο όπου η ηλιακή και η αιολική ενέργεια παράγουν την ενέργεια, οπότε χρειαζόμαστε μια τεράστια ποσότητα αποθήκευσης», δήλωσε στο CNBC ο Tommi Eronen, διευθύνων σύμβουλος της Polar Night Energy.
«Ελπίζουμε ότι ένα μεγάλο μέρος αυτών των συστημάτων αποθήκευσης θα μπορούσε να είναι αποθήκευση τύπου μπαταρίας άμμου, όπου δεν χρειαζόμαστε σπάνιες γαίες, όπως συμβαίνει σε πολλές χημικές μπαταρίες, όπως οι μπαταρίες ιόντων λιθίου», πρόσθεσε.
Η μπαταρία άμμου του Pornainen δεν είναι η πρώτη της εταιρείας
Το 2022, η Polar Night Energy εγκαινίασε ένα μικρότερο πιλοτικό έργο ισχύος 0,1 MW / 8 MWh στο Kankaanpää, αποδεικνύοντας την εμπορική βιωσιμότητα της αποθήκευσης ανανεώσιμης θερμότητας για τοπικά δίκτυα τηλεθέρμανσης.
Η εταιρεία σχεδιάζει τώρα ένα πολύ μεγαλύτερο σύστημα χωρητικότητας 250 MWh (θερμική ισχύς 2 MW) στο Vääksy, το οποίο αναμένεται να ολοκληρωθεί το καλοκαίρι του 2027. Ακολουθώντας παρόμοια φιλοσοφία με τα δύο προηγούμενα έργα, αυτό θα χρησιμοποιεί φυσική άμμο για να μειώσει τις τοπικές εκπομπές από ορυκτά καύσιμα κατά 60% και να υποστηρίξει την εξισορρόπηση του εθνικού δικτύου.
Προηγουμένως, είχαμε αναφέρει ότι η μακράς διάρκειας αποθήκευση ενέργειας αναδεικνύεται ως ένας από τους ταχύτερα αναπτυσσόμενους τομείς της ενεργειακής μετάβασης, καθώς τα δίκτυα απορροφούν ολοένα μεγαλύτερους όγκους διαλείπουσας παραγωγής από αιολική και ηλιακή ενέργεια.
Ενώ οι μπαταρίες ιόντων λιθίου κυριαρχούν στη σημερινή αγορά, οι εταιρείες κοινής ωφέλειας αξιολογούν ολοένα και περισσότερο εναλλακτικές τεχνολογίες αποθήκευσης που μπορούν να αποθηκεύουν ενέργεια για ημέρες, εβδομάδες ή ακόμη και μήνες με χαμηλότερο κόστος.
Η μπαταρία άμμου της Φινλανδίας είναι μία από τις πρώτες τεχνολογίες εμπορικής κλίμακας που καταδεικνύουν πώς θα μπορούσε να είναι η μακράς διάρκειας αποθήκευση θερμικής ενέργειας.
Οι θεσμικοί επενδυτές και οι εταιρείες ιδιωτικών επενδυτικών κεφαλαίων υποστηρίζουν ολοένα και περισσότερο ολοκληρωμένα έργα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας που συνδυάζουν την παραγωγή με αποκλειστικά συστήματα αποθήκευσης, αντί για αυτόνομα αιολικά ή ηλιακά έργα.
Καθώς οι εταιρείες κοινής ωφέλειας αναζητούν λύσεις πέρα από τις μπαταρίες ιόντων λιθίου για αποθήκευση μεγαλύτερης διάρκειας, τεχνολογίες όπως η θερμική αποθήκευση αρχίζουν να προσελκύουν αυξανόμενο εμπορικό ενδιαφέρον.
www.worldenergynews.gr
