Верите или нет, тепловые батареи из дробленного мыльного камня или кирпича — одни из последних инноваций, выходящих на энергетический рынок, обещающих революцию в накоплении энергии.

В Европе за последние десятилетия наблюдается бум ветра и солнечной энергетики, и новые проекты по возобновляемой энергетике начинают работать. Но рост возобновляемых источников энергии создал проблему, которую мало кто ожидал — иногда в сети просто слишком много электричества.

В поисках решений компании обращаются к новой версии старой технологии.

Турки давно знали, что песок может накапливать и передавать тепло, и использовали его для приготовления кофе. И ни один буржуазный дом в Центральной Европе во времена Моцарта не был полным без изысканной кирпично-плиточной печи, которая согревала салон ещё долго после того, как пожар погас.

За века до этого римляне использовали системы центрального отопления на дровах и подпольный горячий воздух для согрева домов и общественных бань там, где горячих источников не было.

Теперь эти простые идеи и материалы возвращаются в моду — предлагая способ спасти мир от изменения климата и спасти европейцев от упрямо высоких счетов за энергию.

Песчаные батареи

В Финляндии стартап Polar Night Energy хочет превратить недорогие мусоры мыльного камня в огромные песчаные аккумуляторы, способные накапливать большие объёмы зелёной энергии в виде тепла. Они также предлагают его по части стоимости литий-ионных аккумуляторов.

Идея проста: когда возобновляемая энергия доступна в изобилии и дешева, воздух нагревается электрическим сопротивлением, затем перекачивается через песок в изолированном контейнере, достигая температуры до 600°C.

Но в отличие от литий-ионных аккумуляторов, которые разряжаются за несколько часов, песок может накапливать энергию на несколько дней, обеспечивая, например, круглосуточное производство пара с нулевыми выбросами для промышленных применений или для питания систем центрального отопления, широко используемых в Северной и Центральной Европе.

Polar Night Energy уже продемонстрировала, что её технология способна согревать маленькие города в морозной Финляндии. В настоящее время разрабатывается пилотный проект по преобразованию накопленного тепла обратно в электричество.

Тем не менее, ожидаемая эффективность не впечатляет. Вы получаете около 30% от используемой электроэнергии, что значительно ниже 80%, которые предлагают литий-ионные аккумуляторы для коммунальных компаний.

Проблема: бесплатная электричество

Финская компания и другие компании пытаются превратить проблему зелёных энергетических систем в бизнес-возможности.

Европа за последние годы вложила огромные инвестиции в солнечную и ветровую энергетику, но критики — от местных советников до газовых и ядерных лоббистов — не устают указывать, что эти неиссякаемые возобновляемые источники энергии производят электричество только когда светит солнце или дует ветер.

Они правы – Но что если решение не заключается в том, чтобы держать электростанции в режиме ожидания, строить чрезвычайно дорогие ядерные реакторы или даже не размещать дорогие, труднодоступные литиевые аккумуляторы на миллионы евро в сети?

Когда небо темно, а воздух спокоен, цены могут резко взлетать, поскольку традиционные заводы по производству ископаемого топлива увеличивают производство, чтобы покрыть этот разрыв. Но когда возобновляемая энергия в изобилии, рыночная цена на электроэнергию регулярно опускается ниже нуля.

Парадоксально, но это огромная проблема. Отрицательные цены задерживают возврат инвестиций в новые электростанции и стимулируют производителей электроэнергии возмещать убытки за счёт завышения счетов за счет раздувания счетов, когда нет избытка энергии.

Если отрицательные цены затронули только 0,3% всех часов в 2022 году, то в 2024 году эта цифра выросла до 3,6% и ожидается дальнейшее увеличение в 2025 году по мере внедрения новых возобновляемых источников энергии по всему ЕС.

Система неэффективна, а отсутствие международных линий электропередач усугубляет проблему. Солнечные поля и ветряные турбины часто останавливаются просто потому, что электричеству некуда направлять.

Кроме того, массовое подключение новых возобновляемых электростанций замедляется из-за очередей для подключения к забитым линиям электропередачи, что означает, что ЕС может задержать большие объемы дешёвой возобновляемой энергии с нулевыми выбросами, поскольку не сможет их запустить.

По мере развития технологий и развития сценариев использования тепловое хранение, вероятно, будет играть всё более важную роль в решении этих проблем.

Например, электроэнергетическое лобби ЕС Eurelectric заявило Euractiv, что аккумуляторы из песка и кирпича могут помочь решить проблему отрицательных цен и сокращения экологичной энергии.

«Они имеют потенциал дополнить аккумуляторы масштаба сети или гидроэнергию с насосным накоплением, но при этом обеспечивая долгосрочный тепловой сторагe», — сказал директор по политике лобби Киллиан О’Донохью. «Они могут снизить нагрузку на энергосистему, создавая новые источники гибкого спроса.»

В процессе подготовки

Polar Night Energy — не единственный европейский стартап, который хочет использовать песок для питания аккумуляторов.

Batsand делает то же самое в Латвии, предлагая меньшие системы, ориентированные на отдельных домовладельцев.

В тёплой, солнечной Португалии Rondo недавно установила кирпичную батарею мощностью 100 МВт·ч в сочетании с солнечной батареей, чтобы обеспечить круглосуточное питание паром для декарбонизации пивоварни, принадлежащей Heineken.

Тепловое и электрическое накопление также могут дополнять друг друга. Цена на литий-ионные аккумуляторы резко снизилась, но поставки остаются далеко не надёжными, и песочные батареи могут помочь обеспечить их внедрение там, где они действительно необходимы. По мере выхода на рынок бизнес-обоснование для солнечной и ветровой энергии с каждым днём становится всё сильнее.

Вместо дорогих батареек для поглощения избыточной зелёной электроэнергии, просьба вашего города от Санты может быть такой же простой, как огромный ящик с песком, чтобы дома согрелись следующей зимой.

(RH, CM, JP)