Na severu Evrope se bodo ogrevali tako kot še nikjer na svetu

V finskem mestu Pornainen, uro vožnje od prestolnice Helsinki, je sredi junija začela obratovati največja peščena baterija na svetu, ki bo po načrtih znižala izpuste pri ogrevanju mesta za 70 odstotkov. Nordijska država je vodilna v tej novi tehnologiji shranjevanja energije, za katero razvijalec pravi, da je cenejša, učinkovitejša in okolju prijaznejša kot bolj pogoste litij-ionske baterije.

Peščena baterija v Pornainenu proizvede en megavat (MW) termalne energije in omogoča hrambo do 100 megavatnih ur (MWh). Nahaja se v silosu, obdanem z jeklenim ohišjem, ki je visok približno 13 metrov in širok 15 metrov, za shranjevanje toplote pa uporablja okrog dva tisoč ton zdrobljenega milnega kamna. Poleti lahko peščena baterija hrani skoraj mesečno potrebo po toploti v mestu, pozimi nekaj manj kot teden dni, navaja razvijalec Polar Night Energy.

Z baterijo bo upravitelj lokalnega ogrevalnega omrežja Loviisan Lämpö predvidoma zmanjšal izpuste ogljikovega dioksida za okrog 160 ton oziroma 70 odstotkov. Mesto bo lahko popolnoma opustilo uporabo kurilnega olja, poraba lesnih sekancev pa naj bi se zmanjšala za približno 60 odstotkov. Obstoječi kotel na biomaso bo še naprej služil kot rezervni vir energije v obdobjih največje obremenitve.

“Naš cilj je doseči podnebno nevtralnost do leta 2035, peščena baterija pa je pomemben korak k temu,” je dejal generalni direktor Loviisan Lämpö Mikko Paajanen.

Finsko podjetje Polar Night Energy je leta 2022 zgradilo tudi prvo komercialno peščeno baterijo na svetu v mestecu Kankaanpää, ki ima 10-krat manjšo zmogljivost kot nova baterija: proizvede 200 kW toplotne energije, hrani pa lahko do osem MWh.

Zakaj peščene baterije

Peščena baterija je sistem za shranjevanje toplotne energije pri visokih temperaturah, ki shranjuje električno energijo v obliki toplote v pesku ali podobnih trdnih materialih. Ima tri glavne namene: shranjevanje presežne vetrne in sončne energije, uravnavanje ogrevalnega omrežja in proizvodnjo toplote brez zgorevanja. Finsko podjetje razvija tudi rešitev, ki bi shranjeno toploto pretvorila nazaj v elektriko, a za zdaj možnost dovajanja elektrike, ki jo sicer omogočajo litij-ionske baterije, še ni na voljo.

Uporablja se lahko za proizvodnjo toplote za omrežja daljinskega ogrevanja in za različne industrijske procese. Izhodne temperature pri peščeni bateriji lahko dosežejo do 400 stopinj Celzija.

Nekatere energetsko intenzivne industrije sicer potrebujejo višje temperature; po podatkih Svetovnega gospodarskega foruma (WEF) skoraj polovica industrijske toplote zahteva temperature nad 400 stopinjami Celzija. To vključuje tudi proizvodnjo nekaterih ključnih tehnologij zelenega prehoda, kot so sončne celice ali cement, ki sestavlja vetrne elektrarne. Za mnoge izmed teh industrij še ni vzdržnih ali učinkovitih zelenih alternativ.

Hramba energije postaja vse pomembnejša zaradi vse večje uporabe obnovljivih virov energije, kot sta sonce in veter. Ti viri namreč ne nudijo stalne proizvodnje, zato je potrebno shranjevanje presežne energije v časih, ko je proizvodnja mogoča in cenovno ugodna, da se energija lahko uporabi pozneje in omrežje ostane stabilno.

Kakšne so prednosti

Polar Night Energy izpostavlja prednosti peščenih baterij v primerjavi z najbolj razširjeno tehnologijo hrambe energije, litij-ionskimi baterijami.

Med njimi je lokalna dostopnost materiala in možnost uporabe odpadnega materiala. Pesek je široko dostopen in poceni – Polar Night Energy je na primer pesek za baterijo v Pornainenu pridobil iz odpadnega materiala v bližnji proizvodnji kaminov.

Pri tem se podjetje zaveda, da gradbenemu sektorju v prihodnosti grozi pomanjkanje peska, a pojasnjujejo, da gradbinci za proizvodnjo betona potrebujejo posebno vrsto zrn, medtem ko lahko za baterije uporabijo kakršen koli pesek, ki je dostopen v okolici ali odvržen kot odpad. Takšnega odpadnega materiala, ki trenutno nima nobene uporabne aplikacije, je po besedah podjetja na pretek v rudnikih.

Po drugi strani je litij potrebno rudariti ali pridobiti iz polj slanice, kar je škodljivo za okolje. Poleg tega je proizvodnja in predelava tega redkega elementa zgoščena v par regijah sveta, kar povečuje odvisnost od ne vedno stabilnih globalnih dobavnih verig.

Nižjih naj bi bili tudi stroški proizvodnje peščenih baterij. Poleg tega portal TechCrunch poroča, da finska baterija stane manj kot 25 dolarjev za vsako kilovatno uro shranjevanja, medtem ko litij-ionske baterije stanejo okrog 115 dolarjev na kilovatno uro. Vrh tega litij-ionske baterije energijo ohranjajo le nekaj ur, ne več dni ali tednov.

Ali lahko kupite peščeno baterijo tudi za ogrevanje vašega doma? Za zdaj še ne, pravijo v podjetju, ki se osredotoča na večje komercialne aplikacije in še ne razvija izdelkov za posamezne domove.

Podjetje ustanovila dva inženirja

Polar Night Energy sta leta 2018 ustanovila inženirja Tommi Eronen in Markku Ylönen, ki sta se spoznala pet let prej med študijem na Tehnološki univerzi v Tampereju. V tretjem največjem mestu na Finskem ima podjetje tudi sedež.

Ustanovitelja ostajata lastnika podjetja, ki je od nastanka prejelo devet milijonov evrov naložb, vključno s 7,6-milijonskim krogom financiranja aprila lani. Med solastniki so tudi institucionalni vlagatelji, predvsem finski investicijski skladi in južnoafriški vlagatelj Jonathan Oppenheimer, na spletni strani navaja podjetje.

Medtem se za tehnologijo začenjajo zanimati tudi druge države. Aprila lani je ameriško ministrstvo za energijo, takrat še pod administracijo prejšnjega predsednika Joeja Bidna, namenilo štiri milijone dolarjev za pilotni projekt peščenih baterij v Koloradu, ki ga razvija nacionalni laboratorij za obnovljivo energijo (NREL).

Raziskovalci so ugotovili, da bi njihov sistem lahko zadržal 95 odstotkov toplote vsaj pet dni, je takrat poročal fotovoltaični portal PV Magazine. Toda usoda projekta je nejasna pod administracijo predsednika Donalda Trumpa, ki je manj naklonjen financiranju okoljskih projektov.