全球最大「砂電池」在芬蘭上線！瞄準再生能源儲能難題 減碳近70%

記者彭夢竺／編譯

為了解決太陽能與風力發電供應不穩定的難題，芬蘭南部一座人口約5,000人的小鎮，啟用全球規模最大的商用「砂電池」。這套儲能設施能在夏季供應當地近一個月的暖氣需求，冬季單次充能也可支撐約一週，成為芬蘭推動再生能源與區域供暖轉型的重要實驗。

這座砂電池並非直接儲存電力，而是趁風力、太陽能供應充足且電價較低時，將電能轉換成熱能，再儲存在大量碎石材料中。需要供暖時，系統便透過熱交換器釋放熱能、加熱水源，供應當地區域供暖網絡，讓發電時間與用熱時間得以分離。

高13公尺 儲存100MWh熱能

這座設施位於芬蘭南部波爾奈寧（Pornainen），高13公尺、寬15公尺，內部裝有2,000公噸粉碎皂石，可儲存100MWh熱能。以當地約5,000名居民的需求計算，砂電池儲存的熱能足以支應夏季近一個月的暖氣需求，冬季則可供應約一週。

該計畫由芬蘭區域供暖公司Loviisan Lämpö委託，並由芬蘭能源公司Polar Night Energy開發，在去（2025）年正式啟用，目標是提供更具彈性的熱能生產方式，並降低當地供暖系統產生的碳排放。

供暖系統碳排大減近70%

Polar Night Energy表示，砂電池投入運作後，當地區域供暖網絡的溫室氣體排放估計已減少近70%，木屑使用量也下降約60%。

當地原有的木屑發電廠仍持續運作，但主要作為備援及尖峰需求時使用。Polar Night Energy執行長Tommi Eronen表示，波爾奈寧過去主要透過燃燒石油與木屑供暖，如今砂電池已能在一年大部分時間提供不需燃燒燃料的熱能。

他指出，能源系統正從大型電廠集中發電，轉向由太陽能與風力發電供應，因此市場需要大量儲能設備。相較鋰離子電池，砂電池不需使用稀土材料，可望成為其中一種大規模儲能選項。

規模是2022年版本10倍

波爾奈寧的砂電池規模，約為芬蘭2022年啟用首套設備的10倍，也進一步展現這項技術在芬蘭及海外市場協助減碳的潛力。不過，砂電池目前主要適合區域供暖及工業熱能儲存。相較傳統電池，其能量密度較低，若要將儲存的熱能重新轉換成電力，效率也面臨挑戰。

Polar Night Energy商務長Annette Höglund-Dönnes表示，這套系統可視為一個裝滿儲熱材料的大型保溫瓶。系統會先在風力或太陽能發電充足時從電網取電，再把砂石加熱至高溫，透過高度隔熱的儲槽保存數天甚至數週。

當區域供暖系統需要熱能時，系統再利用熱交換器加熱水或產生蒸氣。由於業者能在電價便宜時儲熱，等到白天用電需求及電價較高時再釋放，便能降低供暖成本。

砂電池可儲熱數週

英國牛津大學能源與氣候政策教授Jan Rosenow指出，包括砂電池在內的電熱儲能技術，未來可能在全球更多地區普及，這類設備不需要稀土或關鍵原物料，也可選擇在電價較低時充能，等到需要熱能時再釋放。相較多數鋰離子電池通常只能儲存數小時能源，砂電池可能將熱能保存數天甚至數週。

太陽能與風力發電最大的限制之一，是發電量受到日照及風況影響。儲能系統則可在發電過剩時吸收能源，等到供應下降時再釋放，協助降低再生能源間歇性對電網與供暖系統造成的影響。

今年供暖占比上看60%

Loviisan Lämpö執行長Mikko Paajanen表示，砂電池讓公司能將電力採購與區域供暖生產分開處理，業者可以利用電力現貨價格較低的時段充能，再於冬季持續供暖一週，夏季甚至可維持一個月。

Loviisan Lämpö計畫在今年前幾個月，將砂電池占當地區域供暖產量的比重提高至55%至60%，高於2025年的約30%。

芬蘭氣候部長Sari Multala形容，波爾奈寧的砂電池是解決能源儲存問題相當具啟發性的創新案例。她表示，開發團隊也正研究未來將熱能重新轉換成電力的方案，若能實現，將進一步擴大砂電池的應用價值。

資料來源：CNBC