В финской деревне Порнайнен (около 5000 жителей) успешно прошла проверку холодом крупнейшая в мире «песчаная батарея» — система накопления тепловой энергии, разработанная компанией Polar Night Energy. Установка, введённая в эксплуатацию в июне 2025 года, предназначена для районной отопительной сети, принадлежащей оператору Loviisan Lämpö (входит в CapMan Infra).
Зима 2025–2026 годов в Финляндии выдалась аномально холодной даже по местным меркам. Цены на электроэнергию в отдельные недели колебались от 3 €/МВт·ч до 373 €/МВт·ч. Для технологии, чья бизнес-модель основана на покупке дешёвой электроэнергии и её преобразовании в тепло, это был стресс-тест в реальных условиях.
Фото: Interesting Engineering
«Зима была очень сложной, – рассказал Томми Эронен, генеральный директор и сооснователь Polar Night Energy. – Было очень холодно, цены на электричество были чрезвычайно высокими. Но благодаря пиковой энергоёмкости системы и сочетанию с котлом на щепе мы смогли производить очень недорогое и низкоэмиссионное тепло».
В самые холодные и дорогие периоды основную нагрузку брал на себя котёл на щепе, а песчаная батарея работала как дополнение. В остальное время роли менялись. В результате муниципалитет Порнайнен полностью выполнил все климатические цели за счёт одной установки: использование мазута сократилось на 100%, выбросы – на 70%, сжигание щепы – на 60%.
Как устроена песчаная батарея
Система предельно проста: электричество нагревает воздух, который циркулирует по замкнутому контуру труб, погружённых в неподвижный песок. Когда требуется тепло, воздух движется в обратном направлении, извлекая его и передавая в отопительную сеть через теплообменник. В силосе высотой с промышленное здание находится 2000 тонн песка – переработанных отходов производства каминов.
При полном заряде температура в центре достигает 500–600 °C. Песок не претерпевает фазового перехода (не кипит, как вода), что позволяет нагревать его значительно выше без деградации материала. КПД системы по циклу «заряд – хранение – разряд» составляет 80–90%, а тепловые потери даже после нескольких недель хранения не превышают 15%.
Главное отличие: длительное окно зарядки
Ключевая особенность «песчаной батареи» – окно зарядки около 100 часов. Большинство конкурирующих систем рассчитаны на зарядку в течение нескольких часов. В условиях нордического рынка, где дешёвая электроэнергия появляется не по расписанию, способность поглощать её в течение длительного времени даёт серьёзное экономическое преимущество.
«По сравнению с любым игроком на рынке, наше окно зарядки на порядки больше, – поясняет Эронен. – Это одна из ключевых особенностей». Кроме того, сам накопитель (песок и аналогичные промышленные отходы) обходится значительно дешевле, что делает стоимость единицы хранения тепла существенно ниже.
Масштабирование и планы на будущее
Установка в Порнайнене в 20 раз мощнее предыдущего проекта Polar Night Energy (200 кВт/8 МВт·ч в Канкаанпяя, 2022 год). Строительство началось в мае 2024 года, ввод в эксплуатацию – в июне 2025-го.
«Мы построили систему в 20 раз больше всего, что делали раньше, – признаёт Лииса Наскали, операционный директор компании. – Проблемы были настоящими, но система работает даже лучше, чем мы ожидали».
Следующий проект уже запущен: система мощностью 2 МВт/250 МВт·ч для Lahti Energia в Вяяксю (Асиккала). Это будет крупнейшая песчаная батарея из когда-либо построенных.
Промышленность – главный рынок
В компании подчёркивают, что районное отопление – лишь ниша. Основной рынок – промышленность. Производства, использующие пар температурой 200 °C и выше (пищевая, химическая, фармацевтическая промышленность), сжигают огромные объёмы ископаемого топлива и имеют ограниченный выбор чистых альтернатив.
«Для получения пара высоких температур у вас всё меньше вариантов, – говорит Саули Антила, инвестиционный директор CapMan Infra. – И вы не можете сделать паровой аккумулятор на гигаватт-час – это было бы слишком опасно».
Компания также разрабатывает линейку Sand to Power, объединяющую турбину и песчаную батарею для цикла Power-to-Heat-to-Power. Пилотный проект в Валкеакоски нацелен на электрический КПД 30–35% и общий КПД комбинированной выработки тепла и электроэнергии около 90%. Завершение пилота запланировано на 2027 год.
Источник: Interesting Engineering
Оцените новость 0 0 0 0 0 0 0