Финский cleantech-стартап TheStorage ввел в эксплуатацию свою первую промышленную систему хранения тепловой энергии на местной пивоварне.
Статью можно прослушать
Финская пивоварня варит напиток на песке вместо топлива
Местный стартап разработал для предприятия теплоаккумулятор новой конструкции, который использует почти бесплатную энергию ветра, чтобы запасти тепло. Самая изящная часть в его конструкции — то, как происходит обмен энергией.
TheStorage
Содержание
Система питается энергией ветрогенераторов в те моменты, когда электричество стоит дешевле всего, превращает его в тепло и накапливает в песке. Его запас тепла затем используется для промышленного нагрева.
Как это работает
В основе теплоаккумулятора TheStorage лежит принцип «текущего песка». Остывший песок хранится в «холодном» контейнере-термосе. Когда ВИЭ вырабатывают избыточную энергию, песок перемещается в нагреватель, где разогревается до температуры до 800°C и загружается в «горячий» контейнер.
Промышленное тепло - один из самых сложных для декарбонизации сегментов энергетики.
Когда пивоварне требуется пар для производственных линий, разогретый песок прокачивается через внешний теплообменник и отдает тепло, а затем перемещается в холодный контейнер.
Схема действия теплоаккумулятора Thestorage. Песок из холодного контейнера (слева) поступает в обогреватель (вверху), нагревается и хранится в горячем контейнере (справа). Потребитель забирает тепло через теплообменник (снизу посередине).
20% энергии всего мира тратится на промышленное тепло
Сегодня производство тепла для заводов потребляет около 1/5 всей энергии в мире. Примерно 80% из этого количества по-прежнему покрывается за счет ископаемого топлива — это один из самых сложных для декарбонизации процессов. Разработчики аккумулятора утверждают, что их первый клиент сократил выбросы углекислого газа на 90%, когда система начала работать.
Двигать или не двигать — вот в чем вопрос
В разработке песчаных тепловых аккумуляторов сегодня лидируют финские инженеры. В 2022 году стартап Polar Night Energy запустил первое в мире энергохранилище такого типа. Оно было устроено проще: песок не перемещался, а хранился в одном контейнере.
Команда TheStorage начала работать над своим проектом в 2023 году, на год позже. За 2024 год они вышли на стадию ОКР.
За это время Polar Night Energy успела сделать следующий шаг, построив аккумулятор размером с 4-этажный дом. Он способен в течение недели обогревать дома и офисы городка Порнайнен даже при полном отсутствии ветра, когда ветрогенераторы не могут восполнять запас тепла.
По эффективности теплообмена система со стационарным песком в 10 раз проигрывает системе с разделением теплого и холодного хранилищ, утверждают разработчики последней.
Если песок остается неподвижным, то скорость передачи тепла непостоянна: разогретый до максимальной температуры песок отдает энергию быстрее, а по мере остывания — все медленнее.
Разделив хранилище на две части — холодную и горячую — команда TheStorage смогла повысить эффективность теплопередачи и общий КПД системы. Теперь нагревательные элементы и теплообменники постоянно работают в наиболее благоприятном для них режиме. При этом, разумеется, часть энергии расходуется на перемещение песка между силосами.
Стартап намерен выпускать целую линейку систем хранения емкостью от 20 до 500 МВт·ч. Это позволит адаптировать ее под нужды разных отраслей промышленности.
Пока рано говорить о том, какая архитектура — простая статическая или эффективная подвижная — в итоге окажется более перспективной. Будет интересно наблюдать.
А российским энергетикам пора перенимать финский опыт.