“Pin cát” khổng lồ - Giải pháp sáng tạo cung cấp nhiệt ở Phần Lan

Đô thị Pornainen, Phần Lan sẽ sớm sở hữu pin cát - lưu trữ nhiệt năng trong cát - với hy vọng tăng khả năng lưu trữ năng lượng tái tạo để đáp ứng nhu cầu sưởi quanh năm, giúp cắt giảm lượng khí thải carbon. Đây sẽ trở thành trạm lưu trữ cát lớn nhất thế giới khi đi vào hoạt động.

Theo bài viết của trang IFLScience, công ty khởi nghiệp Polar Night Energy đã thiết kế pin cát và dự kiến sẽ lắp đặt loại pin này trong vòng 13 tháng tới tại Pornainen.

Pin cát 1 MW có khả năng lưu trữ tới 100 MWh năng lượng nhiệt – công suất tương đương với gần một tháng nhu cầu sưởi ấm vào mùa hè và một tuần nhu cầu ở Pornainen vào mùa đông.

Polar Night Energy cho biết Pin cát của họ hoạt động như một bể chứa năng lượng cao, dung lượng lớn để chứa năng lượng gió và mặt trời dư thừa, lưu trữ năng lượng trong cát dưới dạng nhiệt.

Khi đi vào hoạt động, Polar Night Energy ước tính pin cát mới này sẽ giảm lượng khí thải carbon dioxide của hệ thống sưởi ấm khu vực khoảng 160 tấn mỗi năm, tương đương với mức giảm gần 70%. Hệ thống dựa trên cát sẽ sử dụng đá xà phòng, sản phẩm phụ của nhà sản xuất lò sưởi, làm phương tiện lưu trữ. Vật liệu này có thể dẫn nhiệt tốt hơn cả cát cũ thông thường.

Liisa Naskali, Giám đốc điều hành tại Polar Night Energy, công ty đứng sau cải tiến này, cho biết: “Thật thú vị khi xây dựng một kho lưu trữ năng lượng nhiệt quy mô lớn, nơi sẽ hoạt động như một nhà máy sản xuất chính trong mạng lưới sưởi ấm của quận Pornainen”.

“Đây là một bước quan trọng trong việc mở rộng quy mô công nghệ pin cát”, Liisa Naskali nhấn mạnh.

Pin cát bao gồm một trụ tròn cao 13m, rộng 15m chứa đầy đá xà phòng nghiền (soapstone) - dẫn nhiệt tốt hơn cát thông thường - và các ống truyền nhiệt.

Khi lượng điện sản xuất từ năng lượng gió và Mặt trời dư thừa, Polar Night Energy sẽ chuyển hóa chúng thành nhiệt năng. Điều này sẽ làm nóng không khí, sau đó được lưu thông khắp trụ tròn thông qua các ống truyền nhiệt để làm nóng đá xà phòng nghiền bên trong trụ.

Sau đó, khi các nguồn năng lượng thông thường trở nên đắt hơn, thường là vào những tháng mùa đông, lượng nhiệt lưu trữ trong pin cát sẽ được đưa vào hệ thống sưởi của Pornainen.

Được biết, pin cát đang xây dựng ở Pornainen không phải phiên bản đầu tiên. Trước đó, Polar Night Energy đã lắp đặt pin cát thương mại hoạt động đầy đủ đầu tiên trên thế giới ở Kankaanpää, Phần Lan, vào năm 2022.

Tuy nhiên, phiên bản mới nhất sẽ lớn gấp 10 lần, với công suất đun nóng một megawatt và khả năng lưu trữ tới 100 megawatt nhiệt năng, đủ để đáp ứng nhu cầu về nhiệt của cả quận trong một tuần vào mùa đông và gần một tháng vào mùa hè. 

Trong khi thế giới đang tìm cách tăng khả năng lưu trữ năng lượng tái tạo với nhiều giải pháp tốn kém và ảnh hưởng tới môi trường, pin cát như trên có thể là giải pháp thay thế rẻ hơn, ít tác động hơn đến môi trường so với các giải pháp lưu trữ năng lượng tái tạo khác. Ngoài dự án pin cát, Phần Lan cũng chuẩn bị biến một khu mỏ bỏ hoang thành pin trọng lực khổng lồ.