全球最大沙子储能电池在芬兰建成,正式并网投运
现代电网需要供电与用电实现持续实时平衡。但风能、太阳能发电具有间歇性,大规模并网会造成电网稳定性变差。为防范区域性电网停电、有害电压骤升,电力企业越来越多地将可再生能源配套储能电池和 / 或快速响应天然气电站使用,抹平供电的波动。如今芬兰拿出了一种十分新奇的方式储存富余可再生能源,可按需向电网释放能量:沙子储能电池。芬兰科技初创企业极夜能源(Polar Night Energy)建成全球最大商用沙子储能电池,这款革新性高温储热系统可储存 100 兆瓦时可再生能源。
该项目位于芬兰南部波尔奈宁,由区域供暖企业洛维萨热力公司(Loviisan Lämpö)委托建设。这套工业级储料筒仓高 13 米,内部装填 2000 吨破碎皂石;皂石是当地壁炉制造业随手可得的副产物。风电、光伏出力充足、电力富余的用电低谷时段,储能电池从电网获取平价清洁电力。电能驱动电阻加热元件工作,原理类似大型工业吹风机,以此加热空气。
预埋管道组成闭环管路,高温热风在破碎皂石内部循环,将仓内整体温度提升至 400~600 摄氏度。皂石热密度、热容数值高,热量损耗极低,可把热能储存数周甚至数月。用电、用热高峰期需要释能时,冷风经由内部管网穿过石材带走热量;热量输送至换热器,产出最高 400 摄氏度的高温热水。热水直接泵入波尔奈宁市政集中供暖管网,为当地住宅、学校、公共建筑供暖。冬季,这套储能的热量可满足波尔奈宁 5000 名居民一周供暖需求;夏季则可支撑近一个月供暖。
整套系统依靠软件实现全自动化运行。人工智能监测实时电力现货价格,电价接近零或出现负电价时自动储能;电网用电负荷飙升、供暖需求迎来峰值时自动释能,保障项目具备良好经济效益。极夜能源测算,这套沙子储能电池帮助当地温室气体排放量降低近 70%,木燃料消耗量减少约 60%;原有木片热电厂维持运行,负责应对尖峰负荷与应急备用。这类新型储能最亮眼的优势在于:传统锂离子电池会随使用出现性能衰减,沙子储能不存在老化损耗;整套系统无需稀土原材料,是适配跨季节长时储能、可持续性极强的低成本方案。
极夜能源首席执行官托米・埃罗宁接受美国消费者新闻与商业频道(CNBC)采访时表示:“过去,大型发电厂包揽全部能源生产;如今光伏、风电成为能源供给主力,这就需要海量储能设施配套。我们希望很大一部分储能都可以采用沙子储能这类路线,不用像锂离子等各类化学电池那样依赖稀土原料。”
波尔奈宁沙子储能项目并非这家企业的首个落地项目。
早在 2022 年,极夜能源在康康帕建成一套小型试点项目,额定功率 0.1 兆瓦、储能容量 8 兆瓦时,验证了可再生热能储存服务本地供暖管网的商业可行性。该企业目前正在规划建设韦克西储能项目,储能总容量 250 兆瓦时,供热功率 2 兆瓦,预计 2027 年夏季完工。该项目延续前两套项目的设计思路,直接使用天然沙子储能,可让当地化石能源排放量下降 60%,同时助力芬兰全国电网调压均衡。
随着电网消纳更多间歇性风电与光伏,长时储能正成为能源转型增速最快的赛道之一。当前锂离子电池占据储能市场主流,但电力企业不断评估各类新型储能技术,希望用更低成本实现数日、数周乃至数月时长的储能。芬兰这款商用沙子储能,是首批落地商用级、直观展现长时储热落地形态的技术之一。
机构投资者与私募股权机构愈发青睐 “发电配套专属储能” 的一体化新能源项目,而非单独布局风电、光伏电站。电力行业不再局限于锂离子电池,开始寻求长时储能替代方案,储热类技术的商业关注度持续攀升。
