Na konci klikaté venkovské cesty v západním Finsku se čtyři mladí inženýři domnívají, že mají možnou odpověď na jednu z největších výzev zelené energie. Odpověď je pozoruhodně jednoduchá, dostupná a levná: písek.

V elektrárně Vatajankoski se nachází první písková baterie na světě v komerčním měřítku. Baterie je zcela uzavřena v sedmimetrovém ocelovém kontejneru a skládá se ze 100 tun nekvalitního stavebního písku, dvou trubek dálkového vytápění a ventilátoru. Písek se stane baterií poté, co se zahřeje na teplotu 600 °C pomocí elektřiny vyrobené větrnými turbínami a solárními panely, které přivezli majitelé elektrárny Vatajankoski. Obnovitelná energie pohání odporový ohřívač, který ohřívá vzduch uvnitř písku. Uvnitř baterie tento horký vzduch cirkuluje ventilátorem prostřednictvím potrubí pro výměnu tepla.

Písek obklopuje silná izolace, která udržuje teplotu uvnitř baterie na 600 C°, i když venku mrzne. „Nechceme ztrácet teplo, průměrná teplota v zimě je v Kankanpää pod 0 C°," říká Ville Kivioja, vedoucí vědecký pracovník společnosti Polar Night Energy, který monitoruje výkon baterie online. Když je baterie plná, uchovává 8 MWh tepelné energie. Když se zvýší poptávka po energii, baterie vybije prostřednictvím potrubí pro výměnu tepla přibližně 200 kW energie: to stačí k zajištění vytápění a ohřevu vody pro přibližně 100 domácností a veřejný bazén v Kankaanpää, čímž se doplní energie ze sítě. Baterie se nabíjí přes noc, kdy jsou ceny elektřiny nižší.

Je to systém nenáročný na údržbu, tvrdí Kivioja. Společnost používá levný, nekvalitní písek, který byl stavebníky odmítnut, namísto kvalitního říčního písku, který se pro stavebnictví používá v obrovském množství, což vede k jeho celosvětovému nedostatku. „Potrubí [pro výměnu tepla] a písek se neopotřebovávají. Jedinou pohyblivou částí je ventilátor, který lze v případě potřeby snadno vyměnit," říká Kivioja. Písek je velmi účinné médium pro dlouhodobé uchovávání tepla, které uchovává energii po celé měsíce. A jsou tu i další výhody. „Písek má velmi dlouhou životnost: může se zahřát a ochladit nesčetněkrát," říká Kivioja. „Po nějaké době se stane hustším, takže potřebuje méně místa. V tu chvíli můžeme přidat další písek."

Malá komerční aplikace nového systému skladování energie se málokdy stane žhavým tématem, ale písková baterie přitáhla pozornost svým potenciálem vyrovnat dodávky energie z obnovitelných zdrojů. Životaschopné skladování solární a větrné energie je obzvláště důležité pro severské země, které mají dlouhé hodiny tmy a zvýšenou potřebu tepla v zimě, ale prodloužené hodiny slunečního svitu v létě. V důsledku války na Ukrajině Finsko naléhá na EU, aby zvýšila výrobu energie z obnovitelných zdrojů. „Jedinou cestou z energetické krize jsou rozsáhlé investice do výroby energie z obnovitelných zdrojů a bez emisí," uvedla v září finská premiérka Sanna Marin. Vynálezci pískové baterie doufají, že právě v tom spočívá jejich řešení.

Odborníci samozřejmě upozorňují na určitá omezení. „Písková baterie uchovává pětkrát až desetkrát méně energie [na jednotku objemu] než tradiční chemické baterie," říká Dan Gladwin z katedry elektroniky a elektrotechniky na Sheffieldské univerzitě ve Velké Británii. Společnost Polar Night Energy to uznává, ale tvrdí, že písková baterie je mnohem ekonomičtějším řešením. Jejich tým vypočítal, že písková baterie je osmkrát až desetkrát levnější než lithiová baterie, která uchovává stejné množství energie. Vyrobit 8 MWh energie pomocí pískové baterie Kankaanpää stojí přibližně 200 000 dolarů. Lithium-iontová baterie, která by uchovávala 8 MWh energie, by prý stála nejméně 1 600 000 dolarů. 

Společnost v tuto chvíli podepisuje smlouvu na výstavbu druhé baterie pro další teplárenskou společnost ve Finsku. „Jedná se o podstatně větší systém: 2 MW tepelného výkonu a 500 MWh skladovací kapacity. To je desetkrát větší kapacita než ta, kterou máme v Kankaanpää," říká Tommi Eronen, spoluzakladatel společnosti Polar Night Energy.

Zdroj obrázku: Obrázek uživatele Finmiki ze služby Pixabay.