Το «θαύμα» με την άμμο στον τομέα της αποθήκευσης ενέργειας – Λύνει το ενεργειακό αδιέξοδο

Αποφασισμένοι να αλλάξουν τα δεδομένα είναι τέσσερις ερευνητές, οι οποίοι στράφηκαν στην άμμο προκειμένου να φέρουν την επανάσταση στον τομέα της αποθήκευσης ενέργειας.

Καθοριστικό ρόλο στην προστασία του περιβάλλοντος και τη μείωση της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από ορυκτά καύσιμα διαδραματίζουν οι Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ), μιας και ως πρώτη ύλη χρησιμοποιούν ενεργειακές πηγές -όπως τη δύναμη του ηλίου, του ανέμου και της θερμότητας από τον πυρήνα της Γης- που είναι διάχυτες στο περιβάλλον.

Ενα από τα προβλήματα στην παραγωγή ενέργειας από ΑΠΕ είναι η αποθήκευση του παραγόμενου πλεονάσματος και η αξιοποίησή του σε συνθήκες σκότους ή συνθήκες άπνοιας. Για αυτό φροντίζουν τα συστήματα αποθηκεύσης ενέργειας, συμπεριλαμβανομένων κάποιων μεγάλων μπαταριών, όπως είναι οι -γνωστές σε όλους μας- ιόντων λιθίου που χρησιμοποιούνται στα κινητά μας τηλέφωνα και τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα.

Μερικά από τα μεγάλα προβλήματα με τις μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι ότι υποβαθμίζονται συνεχώς -ακόμη και όταν δεν χρησιμοποιούνται, δεν είναι κατάλληλες για εφαρμογές αποθήκευσης μεγάλης κλίμακας, η εξόρυξη του λιθίου παράγει τόνους CO2, ενώ βασίζεται και στην παιδική εργασία.

Τέλος στο άγχος της αποθήκευσης της παραγόμενης ενέργειας επιδιώκουν να βάλουν τέσσερις νεαροί μηχανικοί που έχουν ιδρύσει την εταιρεία Polar Night Energy.

Οι νεαροί δημιούργησαν την πρώτη πλήρως λειτουργική μπαταρία άμμου στον κόσμο, εγκαθιστώντας την στον σταθμό ηλεκτροπαραγωγής Vatajankoski, 270 χλμ. βορειοδυτικά της πρωτεύουσας της Φινλανδίας, Ελσίνκι. H μπαταρία είναι αποθηκευκευμένη μέσα ένα ατσάλινο δοχείο ύψους εφτά μέτρων και στο εσωτερικό της «φιλοξενούνται» περίπου 100 τόνοι άμμου.

Η άμμος μετατρέπεται σε… μπαταρία αφού θερμανθεί με ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από ανεμογεννήτριες και ηλιακούς συλλέκτες στη Φινλανδία. Η άμμος αποθηκεύει τη θερμότητα σε καυτό αέρα που κυκλοφορεί στο εσωτερικό της σε θερμοκρασία περίπου 600 βαθμών Κελσίου.

Στη συνέχεια, η άμμος διατηρεί αυτή τη θερμότητα για σημαντικό χρονικό διάστημα, απελευθερώνοντάς την όταν χρειάζεται. Επειδή η άμμος μπορεί να διατηρήσει τη θερμοκρασία της για μήνες, αυτές οι μπαταρίες μπορούν να συμβάλουν στη γεφύρωση του χάσματος μεταξύ των καλοκαιρινών μηνών με άφθονη θερμική ενέργεια και των ψυχρότερων, πιο απαιτητικών ενεργειακά χειμερινών μηνών.

Όταν είναι γεμάτη, η μπαταρία αποθηκεύει 8 MWh θερμικής ενέργειας, ενώ όποτε είναι απαραίτητο η μπαταρία χορηγεί τη θερμότητα που έχει αποθηκεύσει για να παρέχει θέρμανση και ζεστό νερό σε περίπου 100 σπίτια και μια δημόσια πισίνα στην πόλη Kankaanpää.

Όπως ανέφεραν οι μηχανικοί, μιλώντας πρόσφατα στο BBC, το σύστημα είναι ιδιαίτερα φθηνό στη συντήρησή του, ενώ χρησιμοποιείται φθηνή, χαμηλής ποιότητας άμμος που έχει απορριφθεί από κατασκευαστές αντί για υψηλής ποιότητας ποταμίσια που χρησιμοποιείται σε τεράστιες ποσότητες στον κατασκευαστικό κλάδο, γεγονός που οδηγεί σε παγκόσμια έλλειψη.

Πρόκειται για μια επαναστατική μπαταρία που, ωστόσο, προσώρας υπόκειται σε κάποιους περιορισμούς. Το μεγάλο ερώτημα είναι κατά πόσο η νέα τεχνολογία μπορεί χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ηλεκτρισμού εκτός από θερμότητας.

Μέχρι στιγμής, η αποδοτικότητα της μπαταρίας πέφτει δραματικά, όταν η άμμος χρησιμοποιείται μόνο για την παραγωγή ρεύματος για το ηλεκτρικό δίκτυο.

Οι ερευνητές, ωστόσο, δηλώνουν σίγουροι ότι μέσα σε λίγα χρόνια θα έχουν καταφέρει να διαθέτουν ένα λειτουργικό σύστημα που θα μπορεί να μετατρέπει την αποθηκευμένη θερμότητα εντός των μπαταριών σε ηλεκτρική ενέργεια.