芬蘭近期啟用了全球最大的「沙子電池」引發關注。（圖擷自Polar Night Energy）
沙子電池是一種高溫熱能儲存系統
歐祥義／核稿編輯
〔財經頻道／綜合報導〕隨著全球暖化能源轉型成重要議題，各國近年積極發展再生能源和儲能系統，近期，芬蘭啟用了全球最大的「沙子電池」，這項創新的技術也引發各界關注。
沙子電池是一種高溫熱能儲存系統，由新創公司Polar Night Energy所研發，這款電池利用再生能源為加熱器供電，使用沙子或是碎石等材料作為儲能介質，藉由將沙子加熱至攝氏500至600度並儲存熱能，這些被儲存的能量可以用於地區供暖，同時也可以用於工業生產。
這個沙子安裝在芬蘭南部小鎮波爾奈寧（Pornainen）的電池高13公尺、寬15公尺，內部裝有2000公噸的碎皂石的儲熱筒槽。沙子電池能夠儲存100MWh（千度）的太陽能、風電熱能，在冬季，該電池可以滿足約1週的供暖需求。新的沙子電池也使得居民能從區域供熱網路中排除傳統石油的選項，進而減少當地將近70％排放，每年預計將減少160噸二氧化碳當量的排放。
沙子電池可用於儲存太陽能、風電生產的過剩能源。（路透資料照）
沙子儲能容量比鋰大
負責區域供熱網路營運的Loviisan Lämpö執行長帕亞寧（Mikko Paajanen）表示，公司的目標是到2035年實現氣候中和，而沙子電池正是公司朝這目標邁進的重要一步。
由Polar Night Energy所提供的工業規模解決方案，現在已成為該電網的重要一環，預計木屑消耗量將因此下降約60％，而現有的生質燃料鍋爐將繼續作為備用電源，並在需求高峰期間為沙子電池供電。
沙子電池技術的創始人埃羅寧（Tommi Eronen）和伊洛寧（Markku Ylönen）指出，由於生活在北方，若是想要盡可能以潔淨的方式生產能源，就會遇到能源儲存的問題，因此兩人開始著墨各種想法，最終決定用沙子來儲存太陽和風力產生的大量電能。
找到儲存這些波動性再生能源的方法，是充分釋放其潛力的關鍵，伊洛寧解釋道，鋰電池在特定應用中效果很好，但除了環境問題和成本之外，他們無法吸收大量能量，而事實證明，沙子在儲能方面驚人的有用。
沙子電池可以將熱能儲存長達數天甚至數月，能在冬季提供寶貴的低價能源。（圖擷自Polar Night Energy）
冬季寶貴低價能源
Polar Night Energy在介紹電池原型時表示，整體結構非常簡單，在一座高塔裡裝滿沙子，並利用太陽能和風能生產的過剩熱量進行充電，這一原理稱為電阻加熱，藉由電流通過任何非超導體材料時的摩擦產生熱量，熱空氣在容器內循環。
沙子可以儲存約攝氏500度的熱量，儲存時間長達數天甚至數月，可以在冬季提供寶貴的低價能源。需要時，電池會釋放熱空氣，加熱地區內管線的水，當地住宅、辦公室甚至是游泳池都能從中受益。
談到儲能，伊洛寧表示，真的沒什麼特別的，複雜的部份是在電腦的部份，需要了解能量或是熱量在電池內是如何移動，這樣才能隨時了解還有多少能源可以使用，以及可以用多少的速率放電和充電。
儲能是近年重要議題，Polar Night Energy發現沙子在儲能方面驚人的有用。（圖擷自Polar Night Energy）
任何密度夠高材料均可替代
針對為何會選擇沙子作為媒介，伊洛寧直言，只是希望能找到一種在幾乎全球各地都能找到的材料。但這也引發了沙子是否真的如想像的一樣普遍、一樣好取得的疑問。根據荷蘭最近的一項研究，未來40年，這種建築材料的需求預計將飆升45％。建築用沙通常取自於河川湖泊，但「沙子大盜」正在加速沙子從這些生態系統中消失。
不過，這家芬蘭公司也提到，雖然他們起初使用的是建築用沙，但實際上沙子可以使用任何密度夠高、符合特定熱力學參數的類似材料所替代。
Polar Night Energy營運長納斯卡利（Liisa Naskali）表示，公司始終跟根據客戶的需求來選擇儲存熱能的介質，分析和測試不同材料對於公司在選擇性能、成本效益和促進循環經濟方面都合適的材料方面相當重要。
芬蘭是歐洲電價最低的國家之一。（法新社資料照）
每度電建置成本為25美元
芬蘭的電網主要由再生能源和核能所構成，分別佔比43％和26％，這代表著芬蘭的能源供應相當乾淨，與此同時，芬蘭的電價也是歐洲最低每度電（kWh）略低於0.08歐元，這一數字不到歐盟平均水準的一半。
以目前最常見的鋰離子電池成本來看，每度電建置成本約為115美元。
改為使用沙子電池預計將使儲能成本大幅下降，以Polar Night Energy幾年前建造的規模相對小的原型電池為例，當時預估每度電建置成本為25美元，雖然該公司並未公佈最新的沙子電池成本，但由於原料價格低廉，結構本身也不複雜，預計新版本的價格可能更低。