快科技资讯 06月23日 01:56
垃圾也能做电池:甚至够5000人用1个月
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芬兰公司Polar Night Energy推出了全球最大的沙基电池,利用沙子等材料储热发电。该技术通过电力加热沙子储能,实现废电利用和能源调配,解决清洁能源的不稳定性问题。沙基电池储能成本低廉,可循环使用,并能替代化石燃料用于供暖。尽管沙基电池尚未大规模推广,但其在芬兰的应用为清洁能源发展提供了新思路,展现了科技在应对能源挑战中的重要性。

💡沙基电池是一种热能存储系统,通过电力加热沙子,储存热能,再将热能转化为电能或用于供暖。它利用废电、夜电,解决清洁能源的存储和供应问题。

💰沙基电池的优势在于其低廉的成本。它使用廉价材料,如沙子和建筑废料(碎皂石),且可循环使用,降低了储能成本。

🌍沙基电池在芬兰的应用为清洁能源提供了支持。芬兰高度依赖低碳能源,沙基电池有助于平衡能源供需,减少对化石燃料的依赖,降低供暖成本。

🏭沙基电池主要应用于大型工业和商业领域,例如平衡电网供需,为24小时运转的工厂提供廉价电力,以及替代化石燃料用于冬季供暖。目前尚未有针对个人住宅的产品。

🚀沙基电池是芬兰在能源转型道路上的一个尝试,也涌现了其他类似的技术,如导电耐火砖、家庭用热电池等,都旨在探索更高效、更经济的储能方案。

社会的边角料,成就能源界的小骄傲。

最近,有家叫 Polar Night Energy 的芬兰公司搞出了全世界最大的沙基电池。


沙基电池就是图中的大罐子

简单来说,沙基电池就是用沙子等材料,整了一个能储热、能发电的系统。

其实,用沙子储能不是啥新技术,沙基电池也不是新鲜东西。

Polar Night Energy 早在 2021 年 3 月就开始了沙基电池的实验,2022 年 7 月在芬兰坎康佩地区正式运营,到现在快三个年头了。

之前的规模比较小,储能量有限,一般在 8 MWh ~ 10 MWh 左右,这回直接来了个超级加倍,储电量达到了可观的 1000 MWh,是三年前的 100 倍。

大伙儿可能对这个数字没啥概念,就这么说吧,这个大电池储一次能可以保存好几个月,够芬兰波尔奈宁镇上 5000 口人夏天用一个月,冬天用一个礼拜。

造 20 个大电池,整个镇子的冬季供暖问题都解决了。

不过,虽然叫它大电池,严格意义上讲沙基电池并不算电池,而是一种热能存储系统。

一般电池储的是化学能,放的是电能。而沙基电池通过电力加热电阻,电阻加热空气,空气在管道里循环来加热沙子。也就是说储的是热能,放的还是热能。

高温沙子外面罩着隔热钢筒仓,外加沙子自身的隔热特性,让这个大电池能在损耗极低的情况下保温数月。这些存储的热量可以直接利用,也可以用涡轮机转换回电能。

等等,用电加热沙子,再用沙子放热发电?那我干嘛不直接用电干活,这不是多此一举吗?

还真不是,因为沙基电池的主要作用是调配能源,平衡供需,主打一个废电利用,夜电日用,夏电冬输。

比如它可以让电多得没处使的时候存起来,不够用的时候再放出去。

目前清洁能源最大的问题就是不稳定,没法控制哪天下雨刮风出太阳。

大自然的馈赠太多了,用不完还浪费。所以通过沙基电池,可以存住多余的能源,等哪天产电量少了再补上。

再比如,每天不同时段的电费不一样,可以用沙基电池趁着电费便宜的时候存起来。一些 24 小时连轴转的工厂不想白天买高价电,就可以晚上用便宜电充电池,白天再取出来用。

另外,由于芬兰地处严寒,冬季供暖需求量非常大。利用沙基电池收集清洁能源,或者夏天的便宜电热挪到冬天用,能完全替代昂贵的化石燃料,减少 60% 的木屑燃烧。

不过,能源替代手段千千万,能让沙基电池成功的,还是它相当低廉的成本。

一个沙基电池建成,每天只要充电几个小时就能 “满电”,其余时间都在 “放电”。一年下来,它能充放电循环使用最多 200 次,里面的填充物也不用换,凉了热热反复用。

除了外面这个保温大铁壳花点钱,电池里面用料最多的不一定是沙子,还可能是 Polar Night Energy 在壁炉制造商那里精心捡来的垃圾 —— 碎皂石。

比起便宜的沙子,一文不值的建筑边角料显然更有性价比。他们在官网表示,颗粒大小没关系,什么类别不重要,只要够便宜,我们都要,都要。

在堕落到捡垃圾之前,他们还试过用服务器的废热来热水给居民供暖。不过最后发现热量不太够,只能加热到 55 度,还是得靠沙基电池才能达到 70 度及格线。


没错,就是这个服务器

走了这么一条废物利用的道路,结果就是他们的储能成本真的很低。对比锂电池 115 美元每千瓦时的价格,2022 年老版本的沙基电池只要 25 美元每千瓦时,现在只会更便宜。

其实 Polar Night Energy 并不是唯一一个盯上能源储存再利用的公司,资本家早就在这片广袤的市场做局了。在全世界推行减碳减排能源清洁的大趋势下,很多公司都在做类似的项目。

比如 Electrified Thermal Solutions 的导电耐火砖,能吸收热量达到 1800 度以备取用;Sunamp 的家庭用热电池,能自动存储取用低价电;Fourth Power 的热电池利用高温石墨,把光能转化成电能。


左 Electrified Thermal Solutions,中 Sunamp,右 Fourth Power

只不过沙基电池是第一个落地,而且被验证成功的。这可能也离不开芬兰对可持续能源高度依赖的背景。

根据芬兰电网的能源结构,截至 2024 年,芬兰有 91% 的电力来自低碳能源。从下图可以看出,太阳能,风能,水电,地热一共占了 41.5%,核能占 37.7%。


2024 年芬兰电网能源结构

明明化石资源极其匮乏,但芬兰的电力是全欧洲最便宜的,每千瓦时 0.08 欧元,不到欧盟平均价的一半。

现在因为一些大家都知道的原因,欧洲的天然气价格猛涨,暖气费更是天价账单。

但是芬兰,一个本来就没啥化石燃料资源的国家,干脆走了一条没有就不用的路。大力发展清洁能源,沙基电池这些 “歪门邪道”,硬是没受到啥影响,也算是因祸得福了。

看来,靠钱进口只能解一时之急,想根治问题,科技还是第一生产力啊。

可惜目前沙基电池并没有给个人住宅设计的产品类型,更多还是聚焦在大型工业和商业应用。看起来依然在小范围试用中,没有大面积推广。

最主要的问题还是占的地方太大了,放在咱们这,那点供电量又不太够看。

所以这东西有可能进化一下走进千家万户,用来储杭州夏天的热,冬天给供暖吗?求求了,这对我们真的很重要。

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