ابتکار فنلاندی: وقتی یک تپه شن، برق یک شهر را برای هفته‌ها تأمین می‌کند(+عکس)

عصر ایران سه شنبه 18 شهریور 1404 - 06:36
یک استارتاپ فنلاندی با الهام از یک ایده قدیمی، سیستمی ساخته که می‌تواند انرژی پاک را برای ماه‌ها ذخیره کرده و شهرهایی گرم و بدون کربن بسازد.

گذار جهانی به انرژی‌های تجدیدپذیر هرچند آهسته، ولی پیوسته پیش می‌رود و مهم‌ترین راهکار برای مقابله با تغییرات اقلیمی و کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی محسوب می‌شود. بااین‌حال یکی از چالش‌های جدی این منابع انرژی، ماهیت متغیر و غیرقابل‌پیش‌بینی آن‌ها است.

به گزارش زومیت، چگونه می‌توانیم انرژی خورشیدی و بادی را زمانی که تولید نمی‌شود، مثلاً در شب یا روزهای بدون باد ذخیره کنیم؟ چگونه شبکه‌های برق را پایدار نگه داریم، در شرایطی که عرضه و تقاضای انرژی با یکدیگر به تعادل نمی‌رسند؟

در پاسخ به این پرسش قدیمی، کشور فنلاند راه‌حلی کاملاً قابل‌اجرا و مقیاس‌پذیر را به جهان معرفی کرده است: استفاده از شن داغ برای ذخیره‌سازی انرژی.

بهار و تابستان ۲۰۲۵، شهری کوچک به نام پورناینن میزبان پروژه‌ای شد که حالا عنوان «بزرگ‌ترین باتری شنی جهان» را یدک می‌کشد و در سپتامبر ۲۰۲۵ رسما شروع به کار کرد. سیستمی ساده اما عظیم، ساخته‌شده از هزاران تن سنگ و فناوری بومی که می‌تواند برق مازاد تولیدشده در روزهای آفتابی یا پرباد را به شکل حرارت ذخیره کند و در سرمای زمستان فنلاند، به خانه‌ها بازگرداند.

این پروژه نه‌فقط یک نوآوری فنی، بلکه نمونه‌ای کم‌هزینه، قابل‌توسعه و کم‌کربن از آینده‌ی ذخیره‌سازی انرژی به شمار می‌رود. با ما همراه باشید تا نگاهی کنیم به ایده‌پردازی اولیه، مشخصات فنی، کارکرد، تأثیرات زیست‌محیطی و اهمیت این باتری شنی عظیم در چشم‌انداز جهانی.

باتری شنی چیست و چگونه کار می‌کند؟

در نگاه اول، «باتری شنی» ممکن است مفهومی عجیب و ناملموس به نظر برسد؛ اما این فناوری نوآورانه بر پایه‌ی اصل ساده و شناخته‌شده‌ای عمل می‌کند: ذخیره‌ی حرارت محسوس در ذرات جامد. برخلاف باتری‌های الکتریکی رایج، این سیستم‌ها انرژی را نه در قالب الکترون، بلکه به‌صورت حرارت ذخیره می‌کنند.

در باتری شنی، برق مازاد تولیدشده از منابع تجدیدپذیر نظیر مانند نیروگاه‌های خورشیدی یا بادی، صرف گرم‌کردن حجم عظیمی از شن یا سنگ‌ریزه می‌شود. گرمای حاصل، از طریق مقاومت‌های الکتریکی یا هوای داغ به داخل توده شن منتقل شده و دمای آن را تا حدود ۶۰۰ تا هزار درجه سانتی‌گراد بالا می‌برد.

ابتکار فنلاندی: وقتی یک تپه شن، برق یک شهر را برای هفته‌ها تأمین می‌کند

شن به‌عنوان یک ماده ارزان‌قیمت (حدود ۳۰ دلار به‌ازای هر تن)، با چگالی بالا و گرمای ویژه پایین، توانایی ذخیره‌ی مقدار زیادی انرژی را با سرعت بالا و در طیف دمایی وسیع دارد و محیطی ایده‌آل برای ذخیره‌سازی حرارتی در مقیاس بزرگ خواهد بود.

ذرات شن در مخازن عایق‌شده می‌توانند گرما را برای روزها یا حتی هفته‌ها حفظ کنند

ذرات شن، در یک مخزن عایق‌شده مانند سیلوهای صنعتی می‌توانند گرما را برای روزها یا حتی هفته‌ها حفظ کنند، درحالی‌که تنها حدود یک درصد از حرارت در هر روز از دست می‌رود. در زمان نیاز، این انرژی حرارتی به سیستم‌های گرمایش شهری، صنعتی یا حتی در برخی موارد، به توربین‌های تولید برق منتقل می‌شود.

درحالی‌که تبدیل مستقیم گرما به برق افت بازدهی را به همراه دارد؛ ولی کاربرد این فناوری در گرمایش منطقه‌ای (district heating) بسیار کارآمد و مقرون‌به‌صرفه پیش می‌رود.

به‌این‌ترتیب باتری شنی راه‌حلی ساده، اقتصادی، مقاوم و سازگار با محیط‌زیست را برای ذخیره‌سازی انرژی‌های تجدیدپذیر ارائه می‌دهد و حالا فنلاند، بزرگ‌ترین نمونه‌ی عملی این پروژه را به جهان معرفی می‌کند.

ایده‌ی اولیه باتری شنی: محصولی کاملاً فنلاندی

ایده‌ی ساخت یک باتری حرارتی از شن، از دل رؤیای دو مهندس جوان فنلاندی زاده شد. تامی ارونن کارشناس ارشد مهندسی نیروگاه برق و مارکو ایلونن دکترای مکانیک کاربردی در دانشگاه فناوری تامپره، روی سؤالی مشترک متمرکز شدند: آیا می‌توان جامعه‌ای خودکفا و مقرون‌به‌صرفه ساخت که تمام انرژی خود را از خورشید بگیرد؟

ابتکار فنلاندی: وقتی یک تپه شن، برق یک شهر را برای هفته‌ها تأمین می‌کند
 تامی ارونن و مارکو ایلونن بنیان‌گذاران پولار نایت انرژی

تامی و مارکو این پروژه تجربی را، به شوخی، «کمون هیپی» نامیدند؛ اسم رمزی که سال ۲۰۱۸ الهام‌بخش راه‌اندازی شرکت Polar Night Energy شد. پیش‌بینی آن‌ها معقول به‌نظر می‌رسید: با ارزان‌شدن برق تجدیدپذیر و افزایش نوسان قیمت، جهان به فناوری ذخیره‌سازی ارزان و مقیاس‌پذیر نیاز خواهد داشت.

با ارزان‌شدن برق تجدیدپذیر، جهان به فناوری ذخیره‌سازی ارزان و مقیاس‌پذیر نیاز خواهد داشت

پولار نایت انرژی طی سال‌های ۲۰۲۰ و ۲۰۲۱ نخستین نمونه واقعی باتری شنی را در منطقه Hiedanranta تامپره ساخت: مخزنی عایق‌شده با ۴۲ تن شن که هوا را تا ۶۰۰ °C گرم می‌کرد و از طریق مبدل حرارتی، چند ساختمان را در زمستان گرم نگه می‌داشت.

توسعه اولین باتری شنی تجاری جهان

موفقیت نمونه آزمایشی تامپره راه را برای گام بعدی هموار کرد: ساخت اولین باتری شنی تجاری در شهر کانکانپا. این پروژه در ماه می ۲۰۲۲ با همکاری شرکت انرژی Vatajankoski راه‌اندازی شد. این باتری در قالب سیلویی فولادی به قطر ۴ متر و ارتفاع ۷ متر، ۱۰۰ تن شن را در خود جای می‌داد و از سیستم ذخیره حرارت خودکار بهره می‌برد.

ابتکار فنلاندی: وقتی یک تپه شن، برق یک شهر را برای هفته‌ها تأمین می‌کند

توان گرمایشی این باتری شنی ۲۰۰ کیلووات با ظرفیت ۸ مگاوات ساعت بود. این سیستم درست هم‌زمان با قطع صادرات گاز روسیه به فنلاند وارد مدار شد و تا به امروز هم با راندمان ۶۰ الی ۷۵ درصد، نیاز گرمایی محلی را تأمین می‌کند.

اولین باتری شنی تجاری زمانی ساخته شد که روسیه در واکنش به پیوستن فنلاند به ناتو، صادرات گاز خود را به این کشور قطع کرد

خبر موفقیت نخستین باتری شنی تجاری خیلی زود در رسانه‌های جهان بازتاب یافت وبه‌طور متقابل عطش پولارنایت انرژی را هم برای گام بعدی دوچندان کرد. شرکت که حالا در صدر فهرست استارتاپ‌های نوآوری حرارتی فنلاند قرار گرفته بود، سه محور را به‌طور هم‌زمان پیش برد:

  • جذب سرمایه و پشتوانه مالی: ابتدای ۲۰۲۳، نخستین دور سرمایه‌ی بذری به ارزش ۷٫۶ میلیون یورو به رهبری جاناتان اوپنهایمر بسته شد. تزریق بودجه‌ی نقدی، دست تیم را برای بزرگ‌کردن گروه تحقیق‌وتوسعه و تسریع پروژه‌های آزمایشی باز کرد.
  • شبیه‌سازی و بهینه‌سازی مهندسی: مهندسان شرکت، به کمک نرم‌افزارهای چندفیزیکی، هندسه‌های گوناگون مبدل حرارتی را آزمودند. ابتدا ایدهٔ «هستهٔ فوق‌داغ» (Hot Core) مطرح شد؛ اما شبیه‌سازی‌ها نشان داد برای چرخه‌های شارژ–دشارژ کوتاه، استوانه‌ای با کانال‌های هوای داغ یکنواخت در عرض تودهٔ شن بازدهی بیشتری دارد.
  • همکاری‌های استراتژیک: دسامبر ۲۰۲۳، پولار نایت انرژی با شرکت انرژی اسکاندیناویایی Ilmatar تفاهم‌نامه‌ای امضا کرد تا نسخه‌های «از برق به گرما، از گرما به برق» (power-to-heat-to-power) را آزمایش کند؛ گامی که افق تولید برق از حرارت شن را روشن‌تر کرد.
 

از طرح تا اجرا: باتری شنی صنعتی پرناینن (Pornainen)

اوایل ۲۰۲۴، شرکت به‌اتفاق Loviisan Lämpö اپراتور گرمایش منطقه‌ای شهر پرناینن برنامه‌ی ساخت نخستین باتری شنی ۱ مگاوات / ۱۰۰ مگاوات‌ساعت را معرفی کرد که ظرفیتی ده برابر نمونه‌ی قبلی کانکانپه داشت.

عملیات عمرانی تابستان همان سال کلید خورد و تنها پانزده ماه بعد، در ژوئن ۲۰۲۵، سیلوی ۱۳ متری حاوی نزدیک به ۲٬۰۰۰ تن شن بازیافتی آماده شارژ شد. سیستم می‌تواند دمای شن را تا حدود ۵۰۰ درجه سانتیگراد بالا ببرد و در زمستان‌های یخ‌بندان فنلاند، گرمای یک هفته شهر را بی‌نیاز از سوخت فسیلی تأمین کند.

مشخصات فنی باتری پرناینن

بزرگ‌ترین باتری شنی جهان این سازه استوانه‌ای‌شکل با ارتفاع ۱۳ متر و قطر ۱۵ متر، حجمی معادل ۲۳۰۰ مترمکعب را در بر می‌گیرد و «توان حرارتی خروجی» آن به یک مگاوات می‌رسد.

ظرفیت ذخیره‌سازی این سیستم پیشرفته را می‌توان در سطوح مختلف بررسی کرد:

در حالت استاندارد، سیستم می‌تواند ۱۰۰ مگاوات ساعت انرژی حرارتی را ذخیره کند، اما در شرایط بهینه این رقم تا هزار مگاوات ساعت افزایش می‌یابد. این ظرفیت گسترده امکان نگهداری انرژی برای مدت چندین هفته تا ماه‌ها را فراهم می‌کند و بازدهی کلی سیستم نیز بیش از ۹۰ درصد برآورد می‌شود.

ابتکار فنلاندی: وقتی یک تپه شن، برق یک شهر را برای هفته‌ها تأمین می‌کند
 پولار نایت انرژی در باتری پرناینن به‌جای شن از سنگ صابون خرد شده پسماند یک شرکت شومینه‌سازی استفاده کرد

هسته اصلی این باتری شنی از ۲ هزار تن «سنگ صابون» خرد شده تشکیل شده که منشأ آن پسماند تولید شومینه‌های شرکت Tulikivi فنلاند است. انتخاب این ماده بر اساس ویژگی‌های حرارتی برتر آن صورت گرفت، زیرا سنگ صابون نسبت به شن معمولی قدرت هدایت حرارتی بالاتری دارد و می‌تواند دماهای بالا تا هزار درجه سانتیگراد را تحمل کند.

پولار نایت انرژی در اقدامی مبتکرانه، پسماند «سنگ صابون» خرد شده را جایگزین شن کرد

سازه اصلی سیستم را در فرم بدنه‌ای از فولاد ضدزنگ و عایق‌بندی حرارتی پیشرفته مشاهده می‌کنیم. مواد مقاوم به حرارت استاندارد بین لایه‌های داخلی و خارجی فولاد قرار گرفته‌اند تا حداکثر کارایی عایق‌بندی را تضمین کنند. تجهیزات جانبی سیستم نیز شامل اجزای اتوماسیون، شیرهای کنترل، فن‌های صنعتی و مبدل حرارتی یا مولد بخار است.

از نظر پارامترهای عملیاتی، این سیستم در محدوده دمایی ۶۰ تا ۴۰۰ درجه سانتیگراد عمل می‌کند، درحالی‌که حداکثر دمای ذخیره‌شده به ۶۰۰ درجه سانتیگراد می‌رسد. درواقع محدودیت دمای عملیاتی، از مقاومت حرارتی مواد ساختمانی ناشی می‌شود نه خود شن.

سیستم می‌تواند بین ۲۰ تا ۲۰۰ بار در سال شارژ و دشارژ شود، فاکتوری که چرخه‌ی عملیاتی سیستم را شکل می‌دهد. همچنین مدت شارژ کامل از دمای محیط تا ۶۰۰ درجه حدود چهار روز زمان می‌برد.

سیستم می‌تواند تقاضای گرمایشی شهر را به مدت یک ماه در تابستان و یک هفته در زمستان تأمین کند

در تابستان که شهر نیاز گرمایشی کمتری دارد، سیستم می‌تواند تا یک ماه تقاضای شهر را تأمین کند، درحالی‌که در زمستان این مدت به یک هفته می‌رسد. طبق محاسبات این ظرفیت برای تأمین انرژی حدود ۲۶۰ خانوار یا گرمایش روزانه تقریباً ۱۵۰ خانه مستقل کافی خواهد بود.

نحوه کارکرد سیستم

چرخه‌ی عملکرد باتری پرناینن در سه فاز اصلی خلاصه می‌شود: شارژ گرفتن، ذخیره‌سازی انرژی و تخلیه باتری.

۱) فرایند شارژ (تبدیل برق به حرارت)

عملکرد این سیستم پیشرفته بر اساس یک چرخه دقیق و کنترل شده استوار است که با دریافت الکتریسیته از شبکه برق یا منابع تجدیدپذیر محلی آغاز می‌شود. پنل‌های فتوولتاییک خورشیدی یا نیروگاه‌های بادی منابع انرژی ورودی محسوب می‌شوند و سیستم زمانی شارژ می‌شود که الکتریسیته پاک و کم‌هزینه در دسترس باشد.

ابتکار فنلاندی: وقتی یک تپه شن، برق یک شهر را برای هفته‌ها تأمین می‌کند
 دیاگرام گرمای باتری شنی
ابتکار فنلاندی: وقتی یک تپه شن، برق یک شهر را برای هفته‌ها تأمین می‌کند
 برش مقطعی باتری شنی

مرحله تولید حرارت بر اساس اصل گرمایش مقاومتی یا اثر ژول عمل می‌کند. در این فرایند، الکتریسیته وارده ابتدا به عناصر گرمایش مقاومتی الکتریکی منتقل شده و هوا را تا بیش از ۶۰۰ درجه سانتیگراد گرم می‌کند. جریان هوای داغ تولید شده توسط دمنده‌های صنعتی و دریچه‌های کنترل دقیق هدایت شده و از طریق سیستم لوله‌کشی حرارتی به داخل محیط ذخیره منتقل می‌شود.

در مرحله شارژ، هوای داغ در شبکه‌ای از لوله‌های مقاوم به حرارت درون شن‌ها می‌چرخد

مهم‌ترین بخش کلیدی فناوری در این فاز را می‌توانیم «مکانیسم انتقال حرارت حلقه بسته» بدانیم که یکی از پتنت‌های ویژه‌ی پولار نایت هم محسوب می‌شود: شبکه‌ای از لوله‌های مقاوم به حرارت که در محیط ذخیره‌سازی داخل شن‌ها تعبیه شده‌اند و هوای داغ مثل یک مدار بسته در آن‌ها می‌چرخد. سنسورها و سیستم‌های اتوماسیون پیشرفته مراقب‌اند که دما و سرعت جریان هوا؛ دقیقاً در سطحی باشد که حداکثر بازدهی حاصل شود.

۲) ذخیره‌سازی حرارت

فرایند انتقال حرارت به شن زمانی آغاز می‌شود که هوای داغ از طریق لوله‌های حرارتی داخل ظرف ذخیره پر از سنگ صابون خرد شده جریان می‌یابد. در این مرحله ذرات سنگ صابون حرارت را از هوای داغ جذب کرده و به‌تدریج در سراسر حجم باتری پخش می‌کنند. سیستم به تعادل حرارتی می‌رسد و دما در سراسر محیط ذخیره‌سازی یکنواخت می‌شود.

ذرات سنگ صابون حرارت را از هوای داغ جذب کرده و به‌تدریج در سراسر حجم باتری پخش می‌کنند

درواقع اینجا است که سنگ صابون همان نقش شن را ایفا می‌کند و به لطف پایداری در برابر گرما و تخریب‌نشدن، میزان بسیار زیادی انرژی حرارتی را در خود نگه می‌دارد. این سنگ طبیعی (از جنس معدن تالک) حتی به‌واسطه‌ی چگالی بالاتر، در فضایی کمتر و مدتی کوتاه‌تر انرژی بیشتری را نسبت به شن ذخیره می‌کند.

سیستم عایق‌بندی پیرامون محیط هم تضمین می‌کند که سطح خارجی ساختار خنک باقی می‌ماند، تلفات حرارتی به حداقل می‌رسد و حرارت تا ماه‌ها حفظ می‌شود.

۳) فرایند تخلیه و تولید انرژی

سرانجام زمانی که نیاز به انرژی حرارتی باشد، فرایند تخلیه با دمیدن هوای سرد از طریق لوله‌های انتقال حرارت آغاز می‌شود. هوای ورودی هنگام عبور از محیط ذخیره حرارت را جذب کرده و به‌صورت هوای گرم از ظرف ذخیره خارج می‌شود.

هوای داغ تولیدشده در این مرحله، به مبدل‌های حرارتی می‌رود و می‌تواند انواع مختلفی از انرژی مصرفی را فراهم کند:

  • آب گرم با دمای ۷۰ تا ۸۰ درجه برای سیستم‌های گرمایش ساختمان
  • بخار برای کاربردهای صنعتی
  • هوای گرم برای گرمایش مستقیم فضاها

در پروژه‌ی پرناینن مبدل حرارتی از نوع «هوا به آب» طراحی شده و حرارت جذب‌شده را به شبکه‌ی گرمایش منطقه‌ای منتقل می‌کند. این شبکه گرمای مورد نیاز را به‌سادگی بین ساختمان‌های کلیدی از جمله مدرسه جامع، تالار شهر و کتابخانه توزیع خواهد کرد.

مبدل حرارتی «هوا به آب»، انرژی را به شبکه‌ی گرمایش منطقه‌ای منتقل می‌کند

درعین‌حال این سامانه به فناوری‌های پیشرفته کنترل هوشمند نیز مجهز است که بر پایه‌ی قیمت‌های مصوب برق (توسط اپراتور شبکه فنلاند) تنظیم می‌شوند. سیستم به‌گونه‌ای طراحی شده که بتواند در بازارهای ذخیره‌سازی انرژی شرکت کند و به پایداری شبکه برق کمک نماید. شرکت Elisa با بهره‌گیری از الگوریتم‌های هوش مصنوعی، به‌صورت بلادرنگ بهترین زمان‌ها را برای شارژ یا تخلیه باتری شناسایی می‌کند.

در کنار این سیستم، تیم پولار نایت انرژی با بهره‌گیری از مدل‌سازی دقیق انتقال حرارت در شبکه لوله‌کشی، رفتار گرمایی داخل مخزن را ردیابی کرده و به‌طور مداوم میزان انرژی ذخیره‌شده و نرخ تخلیه یا شارژ را پایش می‌کند.

مزایا و ویژگی‌های منحصربه‌فرد

فناوری باتری شنی از جنبه‌های اقتصادی، فنی و زیست‌محیطی مزایای قابل‌توجهی نسبت به سایر سیستم‌های ذخیره انرژی دارد که آن را به گزینه‌ای جذاب برای کاربردهای مختلف تبدیل می‌کند.

ابتکار فنلاندی: وقتی یک تپه شن، برق یک شهر را برای هفته‌ها تأمین می‌کند
 نمونه شن به کار رفته در اولین باتری پولار نایت انرژی

اقتصادی‌بودن نسبت به باتری‌های لیتیومی

یکی از برجسته‌ترین مزایای باتری شنی، هزینه بسیار پایین آن نسبت به باتری‌های لیتیوم یونی است. برآوردهای شرکت پولار نایت انرژی، هزینه ذخیره‌سازی در باتری شنی را حدود ۲۵ دلار به‌ازای هر کیلووات‌ساعت عنوان می‌کند، درحالی‌که این رقم برای باتری‌های لیتیوم یونی حدود ۱۱۵ دلار محاسبه می‌شود.

وابسته نبودن به مواد کمیاب

برخلاف باتری‌های لیتیوم یونی که به عناصر کمیاب و گران‌قیمتی مانند لیتیوم، کبالت و نیکل وابسته هستند، باتری شنی از مواد فراوان و در دسترس استفاده می‌کند. این استقلال از زنجیره تأمین پیچیده و مواد کمیاب، پایداری اقتصادی بلندمدت سیستم را تضمین خواهد کرد.

مارکو ایلونن هم‌بنیان‌گذار پولار نایت انرژی می‌گوید:

مسلماً باتری‌های لیتیومی برای کاربردهای خاص مناسب‌اند، اما جدای از مسائل زیست‌محیطی و هزینه‌هایشان، قادر به جذب مقدار زیادی انرژی نیستند.

 ایمنی بالا

از آنجا که در باتری شنی هیچ ماده‌ی شیمیایی خطرناک یا سمی وجود ندارد و با ریسک انفجار نیز مواجه نیست، از نظر ایمنی گزینه‌ی مطلوب‌تری نسبت به باتری‌هاس شیمیایی به‌شمار می‌رود. بر برخلاف باتری‌های لیتیوم یونی که در صورت آسیب یا شرایط نامناسب دچار فرار حرارتی (Thermal Runaway) می‌شوند، باتری شنی ذاتاً ایمن است.

به‌علاوه، عدم تولید گازهای خطرناک یا انتشار مواد سمی، استفاده از این سیستم را در محیط‌های مختلف، کاربردهای شهری و نزدیک مناطق مسکونی ممکن می‌سازد.

عمر مفید طولانی

باتری شنی می‌تواند تا ۳۰ سال کار کند؛ درحالی‌که که باتری‌های لیتیوم یونی معمولاً پس از ۸ تا ۱۰ سال نیاز به تعویض دارند. عمر مفید طولانی نه‌تنها هزینه‌های بلندمدت را کاهش می‌دهد؛ بلکه تولید زباله و نیاز به تعویض مکرر را نیز کم می‌کند.

آیا شن ماده‌ای پایدار است؟

مارکو ایلونن مدیرعامل پولارنایت انرژی می‌گوید: «ما از ابتدا می‌خواستیم چیزی پیدا کنیم که تقریباً در همه جای دنیا قابل تأمین باشد.» اما آیا شن به اندازه‌ای که تصور می‌کنیم در همه جا موجود است؟

ابتکار فنلاندی: وقتی یک تپه شن، برق یک شهر را برای هفته‌ها تأمین می‌کند
 مقایسه سایز باتری شنی با میزان هدر رفت معادن شن

طبق پژوهش‌های جدید کشور هلند، تقاضا برای این مصالح ساختمانی طی ۴۰ سال آینده حدود ۴۵ درصد افزایش خواهد یافت. شن مورد استفاده در ساخت‌وساز معمولاً از رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و سواحل استخراج می‌شود، هرچند «دزدان شن» یعنی گروه‌هایی که شبانه و بدون مجوز شن را از این اکوسیستم‌های طبیعی برداشت می‌کنند، روند تخلیه این ذخایر را تسریع می‌کنند.

اما به‌زعم مهندسان فنلاندی، منشأ شن اهمیت چندانی ندارد. گرچه در نمونه‌های اول این فناوری از شن ساختمانی استفاده شد، ولی باتری‌های شنی با هر ماده شن‌مانندی که چگالی کافی داشته باشد، در محدوده پارامترهای ترمودینامیکی مشخص، کارایی دارند.

همان‌طور که شرکت در پرناینن از پسماند سنگ صابون استفاده کرد، در سایر مناطق جهان نیز می‌توان به دیگر مواد بومی روی آورد که به راحتی در دسترس‌اند و هزینه‌ی بالایی ندارند. نماینده‌ی شرکت در مصاحبه با یورونیوز می‌گوید:

اینجا تولیکیوی شرکتی شناخته‌شده و سنتی است. سنگ صابونی که آن‌ها در شومینه‌ها استفاده می‌کنند ماده‌ای کاملاً فنلاندی محسوب می‌شود. با همین روال ما همیشه محیط ذخیره انرژی حرارتی را بر اساس نیازهای مشتری انتخاب می‌کنیم. یکی از جنبه‌های حیاتی کار ما این است که مواد مختلف را بررسی و آزمایش کنیم و به گزینه‌ای برسیم که به لحاظ ویژگی‌ها، مقرون‌به‌صرفه بودن و ترویج اقتصاد چرخشی، بهترین کارایی را داشته باشد.

از کاهش نشر کربن تا ذخیره چوب: فناوری فنلاندی و محیط‌زیست

استفاده از باتری شنی در شبکه گرمایش شهری پرناینن، به کاهش سالانه حدود ۱۶۰ تن دی‌اکسیدکربن منجر می‌شود؛ یعنی معادل کاهش تقریباً ۷۰ درصدی انتشار گازهای گلخانه‌ای این شهر در شرایط سابق. این دستاورد، گامی مؤثر در مسیر حذف تدریجی سوخت‌های فسیلی در گرمایش شهری به‌شمار می‌رود.

باتری شنی پرناینن انتشار گازهای گلخانه‌ای شهر را تا ۷۰ درصد کاهش می‌دهد

بر اساس ارزیابی سازمان Mission Innovation در سال ۲۰۲۰، فناوری پولار نایت انرژی تا سال ۲۰۳۰ می‌تواند از انتشار بیش از ۱۰۰ میلیون تن دی‌اکسیدکربن جلوگیری کند. برای مقایسه، این رقم معادل ۳ درصد از کل انتشارات کربن اتحادیه اروپا یا دوبرابر نشر سالانه‌ی گازهای گلخانه‌ای شهر نیویورک است.

و حالا به لطف راه‌اندازی این سیستم؛ شبکه گرمایشی منطقه‌ی پرناینن مصرف نفت را کاملاً متوقف می‌کند: تحولی که نه‌تنها اثرات زیست‌محیطی ایده‌آلی دارد، بلکه شهر را از وابستگی به سوخت‌های فسیلی وارداتی و نوسانات شدید قیمت جهانی نفت نیز خلاص می‌کند.

همچنین مصرف تراشه‌های چوب نیز حدود ۶۰ درصد کاهش می‌یابد که به‌معنای فشار کمتر بر جنگل‌های محلی و کاهش تخریب منابع طبیعی است. البته سیستم گرمایی قبلی که مبتنی بر زیست‌توده (چوب) بود، هنوز در روزهای بسیار سرد یا زمان اوج مصرف به‌عنوان پشتیبان عمل می‌کند.

آنتی کوسلا، شهردار پورناینن می‌گوید:

 
پورناینن می‌خواهد در راه‌حل‌های انرژی پایدار پیشتاز باشد و ما از تمام نوآوری‌هایی که این هدف را حمایت می‌کنند، استقبال می‌کنیم. برنامه‌ی ما این است که تا سال ۲۰۳۵ به وضعیت خنثی کربنی برسیم و باتری شنی نقش مهمی در این مسیر ایفا می‌کند.

اما علاوه بر مقامات شهری، به‌نظر می‌رسد شرکا و سرمایه‌گذاران پولار نایت انرژی نیز نسبت به آینده خوش‌بین‌اند. سائولی آنتیلا، مدیر صندوق سرمایه‌گذاری CapMan Infra توضیح می‌دهد:

 
سرمایه‌گذاری روی پروژه‌ی باتری شنی کاملاً با اهداف پایداری ما همخوانی دارد. ما به‌عنوان سرمایه‌گذار، پتانسیل فوق‌العاده‌ای در این فناوری می‌بینیم؛ چراکه می‌تواند در بازارهای ذخیره برق حضور داشته باشد، وابستگی به منابع انرژی واحد در تولید گرما را کاهش دهد و نمونه عالی از ادغام بخش بین برق و گرما باشد.

یوکا-پکا سالمنکایتا، معاون رئیس هوش مصنوعی و پروژه‌های ویژه Elisa که به‌عنوان یکی از اولین شرکای پولار نایت انرژی شناخته می‌شود نیز تصدیق می‌کند:

 
شرکت ما تخصص فوق‌العاده‌ای در بهینه‌سازی انرژی و فعالیت در بازارهای مرتبط دارد. راه‌حل مبتنی بر هوش مصنوعی الیزا به طور خودکار اقتصادی‌ترین لحظات برای شارژ یا تخلیه باتری شنی را شناسایی می‌کند. این امر صرفه‌جویی و درآمد قابل‌توجهی برای Loviisan Lämpö به همراه می‌آورد و باتری شنی را به سرمایه‌گذاری واقعاً سودآوری تبدیل می‌کند.

پولار نایت انرژی در گام بعدی می‌خواهد باتری شنی نسل جدید خود را در شهر والکیاکوسکی توسعه دهد: پروژه‌ای با نام «Sand to Power» که هم‌زمان گرما و برق را با راندمان بالا تولید می‌کند. برنامه این فناوری با حمایت مالی نهاد Business Finland، از پاییز ۲۰۲۵ آغاز می‌شود و تا اوایل ۲۰۲۷ ادامه خواهد داشت.

از طرف دیگر شرکت مسیر جذب سرمایه‌گذاری سری A نیز گام برمی‌دارد و در راستای برای گسترش جهانی باتری‌های شنی، با مجموعه‌ای از شرکای داخلی و بین‌المللی در حال مذاکره است. همان‌طور مارکو ایلونن سال ۲۰۲۲ گفته بود: «ما می‌خواهیم در کوتاه‌ترین زمان ممکن، انبارهایی صدبرابر بزرگ‌تر در سراسر جهان بسازیم.»

پربیننده ترین پست همین یک ساعت اخیر

منبع خبر "عصر ایران" است و موتور جستجوگر خبر تیترآنلاین در قبال محتوای آن هیچ مسئولیتی ندارد. (ادامه)
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت تیترآنلاین مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویری است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هرگونه محتوای خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.