芬兰沙电池在不使用任何稀土材料的情况下将排放削减70%
要点速览
- •欧盟当前储能容量为55 GW，目标是在2030年前提升至200 GW；相比之下，中国为213.3 GW，美国为137 GW。
- •锂离子电池通常只能储存约四小时电量，且供应链几乎完全受中国控制，这使欧洲面临地缘政治脆弱性。
- •在芬兰 Pornainen 由 Loviisan Lämpö 订购、Polar Night Energy 建造的全球最大沙电池，将多余电网电力转化为储存在碎石中的热能，冬季可满足最多一周的供暖需求。
- •Pornainen 沙电池项目已将该镇原供热网络的温室气体排放削减近70%。
- •供暖和制冷约占欧盟最终能源消费的一半，因此热储能方案在降低对化石燃料依赖方面具有重要意义。
欧洲在一个关键时刻于储能建设上落后了。由于过度依赖进口化石燃料，欧洲大陆正面临四年内第三次能源危机。尽管欧盟已扩大太阳能和风能装机，以实现能源结构多元化，但储能基础设施未能跟上步伐，使电网和能源市场都暴露出新的脆弱性。
“Without optimised storage, the EU remains dependent on imported fossil gas to fill gaps when the sun sets or winds fade,” Euronews explains. “Despite renewables supplying 44 per cent of EU electricity, the bloc still imports around 55 per cent of its total energy, including oil and gas.”
可再生能源在高峰发电时段产生的过剩电力，已推动欧洲能源市场的负电价持续上升，迫使公用事业公司在供给超过需求时付费让消费者消纳多余电力。即便欧洲正加速应对这一问题，情况在改善前可能还会恶化。PV magazine 警告称：“Europe’s electricity markets could face greater volatility in the third quarter of 2026 as weather conditions, high solar output, and limited flexibility resources widen the gap between midday renewable generation and evening demand peaks.”
为应对这一不断加剧的挑战，欧盟委员会已承诺将欧盟储能容量提升三倍，目标是到2030年达到200 GW，而目前仅为55 GW。相比之下，美国已拥有137 GW的电网级储能容量，而中国的已装机容量接近213.3 GW，规模更大。
在全球储能领域占主导地位的技术仍将是锂离子电池。尽管锂资源相对容易获得、具备可扩展性，并且在多种条件下表现良好，但锂离子电池在储能场景中存在明显缺陷。为了平衡太阳能和风能等间歇性能源的供需，储能往往需要跨越整天甚至跨季节，而锂离子电池通常最多只能储存约四小时的电量。此外，锂离子电池供应链几乎完全由中国掌控，使欧洲在地缘政治冲突面前面临熟悉的脆弱性。
要打破锂在储能市场中的主导地位，也就意味着要打破中国在电池技术上的近乎垄断，就需要快速推进可与锂竞争的替代电池技术，并推动行业多元化。芬兰一个小镇正试图这样做，开发一种可能具有前沿性的下一代电池模型，而其基础材料之一却极为朴素：沙子。
芬兰区域供热公司 Loviisan Lämpö 已在拥有约5,000居民的 Pornainen 向 Polar Night Energy 订购了世界上最大的沙电池。该电池在夏季可满足该镇近一个月的供暖需求，冬季则可满足最多一周。
Polar Night Energy 首席执行官 Tommi Eronen 近期接受 CNBC 采访时表示：“We’re changing from a world where big power plants were doing the energy production to where solar and wind are producing the energy, then we need a massive amount of storage,” Tommi Eronen, CEO of Polar Night Energy, was recently quoted by CNBC. “Hopefully a big portion of those storages could be sand battery-type of storages where we don’t need rare earth materials, like in many chemical batteries, such as lithium-ion batteries,” she went on to say.
尽管沙电池的能效远不及锂离子电池，但它也有其他关键优势。Polar Night 的官员表示，该项目已将该镇此前供热网络的温室气体排放削减近70%。虽然这种方法本身无法解决欧洲的储能危机，也无法单独取代锂的作用，但它可以为其他类似场景提供一个有前景的模式。更重要的是，在欧洲试图通过多元化建设更强能源韧性和可持续性的过程中，它是更大拼图中的一块。
By Haley Zaremba for Oilprice.com
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