极夜能源与沙电池的开发

极夜能源公司为瓦塔扬科斯基建造的蓄热设施（图片：极夜能源公司）

储能是所有新型发电技术的关键要素，这主要是因为可再生能源的峰值发电量并不总是与需求相匹配。目前的解决方案包括电池储能系统（BESS）组，这些系统将电能储存在电池组中，直到需要时才使用。氢气也可以用于储能，利用多余的电力生产氢气，然后在需求高峰期通过发电机组或燃料电池将其转化为电能。

这些系统主要用于利用太阳能或风能发电的零排放能源发电系统，它们可以储存多余的电力以供将来使用，无论是在夜间还是在用电高峰期。

一种新型长期储能概念目前正在少数测试案例中进行应用。芬兰极夜能源公司（Polar Night Energy）开发的沙电池是一种长期储能装置。顾名思义，该系统利用电阻加热工艺，将沙子（或沙子替代品）加热至500至600摄氏度，加热过程所用的电力来自绿色能源装置的剩余电力。

储存在钢制容器中的沙子可以保持数月的热能。需要时，这些热能可用于加热水或空气。理论上，这些热量还可以用来将水转化为蒸汽，进而驱动涡轮机发电。

据极夜能源公司（Polar Night Energy）的信息显示，沙电池每年可减少数千吨温室气体排放。此外，每套装置可运行30年以上，并在12个月内持续提供约8000小时的热能。

沙电池采用电阻加热工艺（图片：极夜能源公司）

在其中一个案例中，数据中心产生的热量被输送到沙池中。服务器产生的废热温度约为 60 摄氏度（取决于季节），而沙池可以将其提升至 70 至 100 摄氏度之间，然后再输送到芬兰能源公司 Vatajankoski 运营的区域供热系统。

此外，首个极夜能源装置目前正在为约1万人提供能源，用于家庭住宅和其他建筑物（包括游泳池）的供暖。该装置的沙子储存在一个直径约4米、高约7米的筒仓中（见主图），装机容量为8兆瓦时。

“我们正在积极发展我们的能源生产组合，以实现100%可持续和零排放的未来。极夜能源为我们的需求提供了完美的解决方案，”Vatajankoski 的总经理 Pekka Passi 表示。

帕西在接受BBC新闻采访时表示：“沙子的温度可以达到非常高，可能达到500度左右，而水的温度只能达到100度。因此，在很小的空间内就能储存大量的热量。”

此外，筒仓越大，储热效率越高，因为热量在自绝缘的沙子中传递速度非常缓慢。数周的储热损耗总计低于5%，这意味着吉瓦级设施的效率超过90%。另外，这种沙电池储热器使用的是不适合其他用途（例如建筑）的低等级沙子。

在美国，有人呼吁停止对可再生能源发电的补贴，这很可能包括沙储能电池。这项技术能否得到更广泛的应用还有待观察，但利用沙子和钢铁储存热能似乎是延长可持续能源使用寿命的一种经济有效的途径。