Finnish Town Deploys Massive Sand-Based Thermal Battery for District Heating

تعمل المنشأة في بورناينن كسفينة تخزين ضخمة ومعزولة للغاية تحتوي على 2000 طن متري من الحجر الأملس المسحوق. تعمل البطارية، التي يبلغ ارتفاعها 13 مترًا وعرضها 15 مترًا، عن طريق تحويل الكهرباء الفائضة من الشبكة - والتي يتم توليدها عادةً بواسطة مصادر الرياح أو الطاقة الشمسية - إلى حرارة عالية الحرارة. يتم بعد ذلك تخزين هذه الطاقة الحرارية داخل الوسط المعدني لفترات تمتد لأيام أو حتى أسابيع. عندما يرتفع الطلب على التدفئة، تطلق المبادلات الحرارية الطاقة لتدفئة المياه المنتشرة عبر شبكة التدفئة المحلية. ومن خلال عمله كترمس حراري عملاق، يفصل النظام بشكل فعال توقيت شراء الكهرباء عن التوصيل الفعلي للحرارة، مما يسمح للبلدية بالاستفادة من الفترات التي تكون فيها أسعار الكهرباء منخفضة وتجنب التكاليف المرتفعة المرتبطة بإنتاج البخار المعتمد على الشبكة خلال ساعات ذروة الطلب.

لقد أدى التحول إلى هذه التكنولوجيا القائمة على الرمال إلى تغيير ملف الطاقة في المدينة بشكل كبير. في السابق، اعتمدت البلدية على حرق الوقود الأحفوري مثل الزيت ورقائق الخشب لتلبية احتياجات التدفئة السكنية. وفقًا للبيانات المقدمة من شركة Polar Night Energy، أدى استخدام البطارية الرملية إلى خفض انبعاثات الغازات الدفيئة داخل شبكة التدفئة بنسبة 70% تقريبًا. علاوة على ذلك، انخفض الاعتماد على رقائق الخشب بنحو 60%. وفي حين أن محطة توليد الطاقة المصنوعة من رقائق الخشب لا تزال متاحة كمرفق ثانوي احتياطي ومنشأة ذات حمل ذروة، فإن البطارية الرملية الجديدة توفر غالبية احتياجات المدينة من التدفئة دون احتراق. أشار مزود المرافق المحلي Loviisan Lämpö إلى أن هذه الإمكانية ضرورية لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة، مع خطط لاستخلاص أكثر من 55% من إجمالي إمدادات التدفئة بالمنطقة من البطارية في الأشهر القليلة الأولى من العام، وهي زيادة كبيرة من حوالي 30% في عام 2025.

تواجه الطاقة المتجددة التحدي المستمر المتمثل في التقطع، حيث أن توليد طاقة الرياح والطاقة الشمسية لا يتوافق دائمًا مع طلب المستهلكين. تعتبر حلول التخزين ضرورية لسد هذه الفجوة. على عكس بطاريات الليثيوم أيون التقليدية، والتي تم تصميمها عادةً لتفريغ الطاقة على المدى القصير خلال بضع ساعات، فإن بطارية الرمل مخصصة للتخزين الحراري طويل الأمد. ويؤكد الخبراء، ومن بينهم البروفيسور جان روزناو من جامعة أكسفورد، أن جمال هذه التكنولوجيا يكمن في قدرتها على تخزين الطاقة لفترات طويلة دون الحاجة إلى معادن أرضية نادرة أو مواد خام مهمة. وهذا يجعله بديلاً جذابًا للمناطق التي تتطلع إلى إزالة الكربون من البنية التحتية للتدفئة. يعد مشروع بورناينن بمثابة حالة اختبار عملية وقابلة للتطوير، حيث أنه أكبر بعشر مرات من النسخة الأصغر التي تم إطلاقها في عام 2022، مما يثبت أن مثل هذه الأنظمة يمكن أن تخدم المجتمعات الصغيرة بشكل فعال مع تقليل الاعتماد على مصادر الطاقة الثقيلة الكربون.

لقد حظي نجاح تركيب Pornainen باهتمام دولي، حيث قامت شركة Polar Night Energy بإرسال استفسارات من أصحاب المصلحة عبر كل قارة. ويكون الاهتمام قويا بشكل خاص في المناطق التي تعتمد حاليا على الفحم والنفط، حيث توجد حاجة ملحة للانتقال إلى بدائل أنظف. وقد أشاد وزير المناخ الفنلندي ساري مولتالا بالمشروع باعتباره ابتكارًا ملهمًا، وسلط الضوء على إمكانية أن تشمل التكرارات المستقبلية إنتاج الكهرباء، وهو تطور من شأنه أن يمثل طفرة تكنولوجية كبيرة. وبينما يشير النقاد إلى القيود الحالية، مثل كثافة الطاقة المنخفضة نسبيًا للبطارية والتحديات التي تواجه تحويل الحرارة بكفاءة إلى كهرباء، فإن الزخم وراء التخزين الكهروحراري آخذ في الازدياد. وبما أن أهداف المناخ العالمي تنص على خفض سريع في استخدام الوقود الأحفوري، فإن القدرة على تخزين الطاقة النظيفة في مواد بسيطة وفيرة مثل الرمال توفر مسارا قابلا للتطوير للمجتمعات في جميع أنحاء العالم لتحقيق استقرار شبكات الطاقة الخاصة بها.