Kako pješčana baterija može pomoći u zelenoj tranziciji – primjer finskog gradića

Pohrana energije iz obnovljivih izvora jedan je od ključnih izazova energetske tranzicije. Grad Pornainen u južnoj Finskoj je problem skladištenja solarne energije i energije vjetra uspio riješiti s pomoću – pijeska.

Tamo je, naime, s radom počela najveća pješčana baterija na svijetu. Tehnologija se oslanja na usitnjeni steatit, materijal koji se stoljećima koristi u klesarstvu.

Bateriju je razvila finska start up tvrtka Polar Night Energy. Njihov izum isporučuje 1 MW toplinske energije te ima kapacitet skladištenja do  100 MWh.

Pornainen, koji broji oko 5000 stanovnika, ovu tehnologiju integrirao je u postojeći sustav centralnog grijanja. Na taj način drastično je pala uporaba fosilnih goriva, a emisije stakleničkih plinova smanjene su za oko 70 posto.

Kako funkcionira pješčana baterija?

Ovaj sustav za pohranu toplinske energije skladišti čistu električnu energiju kao toplinu u pijesku ili sličnim krutim materijalima. Može se koristiti za proizvodnju topline za mreže centralnog grijanja te za širok raspon industrijskih procesa.

Struktura za pohranu energije u finskom gradiću Pornainenu visoka je oko 13 i široka 15 metara te ispunjena s 2000 tona pijeska.

Kada nastane višak energije iz obnovljivih izvora, električna energija spaja se na bateriju te napaja grijač koji pijesak zagrijava na 500 °C. Tehnologija funkcionira na principu otpornog zagrijavanja; toplina se stvara pri prolazu električne struje kroz vodljivo sredstvo, pri čemu se dio kinetičke energije pri sudarima s česticama vodljivog sredstva – u ovom slučaju pijeska – pretvara u toplinu.

Baterija je izolirana, energiju može pohranjivati tjednima i mjesecima, te po potrebi “ispušta” vrući zrak. Na taj se način zagrijava voda u sustavu centralnog grijanja, odnosno osigurava toplina za kućanstva, tvornice i bazene.

Prema procjeni tvrtke Polar Night Energy, samo jedno punjenje baterije dovoljno je da grije čitav Pornainen tjedan dana zimi ili cijeli mjesec ljeti, kada je potražnja manja. Punjenje pješčane baterije od sobne temperature do 500 °C traje oko četiri dana te se kontinuirano nadopunjuje viškom obnovljive energije kada je dostupna.

„Ovaj projekt pokazuje da učinkovita rješenja za ublažavanje klimatskih promjena doista postoje. Izgaranje fosilnih goriva svakako nije održiva opcija za klimu i okoliš“, kazala je prilikom otvaranja postrojenja Liisa Naskali, direktorica tvrtke Polar Night Energy.

Kao rezervni izvor energije grad će i dalje održavati kotao na biomasu, koji sagorijeva drvnu sječku.

Tvrtka na ovom rješenju radi već neko vrijeme. Unazad tri godine montirali su sličnu, ali puno manju konstrukciju na elektranu u gradu Kankaanpää. Izgradnja novog postrojenja u Pornainenu trajala je godinu dana i na njemu je radilo preko stotinu radnika.

Prednosti

Tvrtka Polar Night Energy na svojim stranicama ističe da pješčana baterija značajno doprinosi stabilizaciji električne mreže. Dodatno, kao toplinski mediji za pohranu u pješčanim baterijama mogu se koristiti i nusproizvodi iz proizvodne ili rudarske industrije, što smanjuje potrebu za eksploatacijom primarnih sirovina.

Prema pisanju BBC-ja, više je istraživačkih skupina koje aktivno proučavaju pijesak kao materijal za izradu baterija, ali finski primjer zasad je jedini komercijalni sustav koji dobro funkcionira.

Procjena je da će korištenje ovog sustava na razini grada smanjiti godišnje emisije CO₂ iz lokalne toplinske mreže za oko 160 tona.

Prema podacima Međunarodne agencije za energiju (IEA), gotovo polovica globalne potrošnje energije u zgradama odlazi na grijanje prostora i vode. Šira primjena pješčanih baterija zato bi mogla značajno doprinijeti zelenoj tranziciji.