به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، کشورهای اسکاندیناوی به‌دلیل زمستان‌های طولانی، تاریک و سرد، به‌طور قاطع به استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر و سیستم‌های مبتنی بر نوآوری برای گرمایش و روشنایی ساختمان‌ها متعهد هستند و به نمونه‌های جهانی در تسریع کاهش انتشار کربن تبدیل شده‌اند.
سوئد با استفاده از سیستم گرمایش منطقه‌ای مبتنی بر بازیافت منابع، به سمت هدف‌گذاری ۲۰۳۰ برای حذف کامل کربن در سیستم گرمایشی خود پیش می‌رود. این کشور با استفاده از فناوری‌های نوآورانه، از جمله بازیافت انرژی از مراکز داده، زباله‌های غیرقابل بازیافت و مخازن زیرزمینی، به پیشتاز جهانی در این حوزه تبدیل شده است.
این سیستم با استفاده از گرمای باقیمانده از منابع مختلف (مانند زباله‌های صنعتی، داده‌مراکز و انرژی زمین‌گرمایی) تا ۷۵ درصد نیازهای گرمایشی سوئد را تأمین می‌کند. آب داغ در نیروگاه‌های حرارتی تولید شده و از طریق شبکه‌های لوله‌های عایق به زیرساخت‌های حرارتی ساختمان‌ها منتقل می‌شود. اکثر نیروگاه‌ها از بیوماس (مانند چوب، پوست درخت و خاکستر) به عنوان منبع انرژی استفاده می‌کنند و سیستم‌های دیجیتال برای تنظیم دمای آب بر اساس تقاضا برنامه‌ریزی شده‌اند.
استکهلم با استفاده از گرمای اضافی داده‌مراکز، سیستم گرمایش خود را با کاهش ۵۰ گرم CO₂ به ازای هر کیلووات ساعت انرژی، بهینه‌سازی کرده است. نیروگاه مالمو سالانه ۶۰۰ هزار تن زباله را پردازش کرده و ۶۰ درصد نیازهای گرمایشی این شهر را تأمین می‌کند. پروژه واستراس با تبدیل مخازن نفتی قدیمی به مخزن آب داغ ۹۵ درجه، ۹۸ درصد نیازهای گرمایشی ۱۳۰ هزار ساکن را پوشش می‌دهد.
با پیشرفت در فناوری‌های پمپ‌های حرارتی و استفاده از گرمای باکیفیت پایین (مانند پساب یا انرژی صنعتی)، سوئد به سمت ادغام بیشتر منابع تجدیدپذیر و کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی حرکت می‌کند. این کشور با هدف‌گذاری صفر کربن تا ۲۰۳۰ و تولید انتشار منفی تا ۲۰۵۰، الگویی جهانی برای انتقال به انرژی پایدار است.
شهر پورناینن در جنوب فنلاند پروژه‌ای برای ذخیره‌سازی انرژی خورشیدی و بادی در زمستان‌های سخت شمال اروپا طراحی کرده است. یک استارت‌آپ محلی به نام «انرژی شب قطبی» در شهر پورناینن، باتری‌های شنی را توسعه داده و گام مهمی در مسیر راهکارهای پایدار ذخیره انرژی برداشته است. این فناوری اثبات‌شده، در حال گسترش در فنلاند است و پروژه‌های متعددی در حال توسعه این فناوری هستند.
فنلاند و سیستم‌های گرمایش محلی پایدار
دمای زمستان در فنلاند، از ۴۵- تا ۵۰- درجه سانتیگراد در لاپلند و مناطق شرقی، ۲۵- تا ۳۵- درجه در جزایر و مناطق ساحلی و مرکزی و ۳۵- تا ۴۵- در سایر مناطق، متغیر است. سیستم گرمایش محلی، رایج‌ترین راهکار برای مقابله با این سرمای شدید است. این سیستم در سال ۲۰۲۳، مقدار ۴۵ درصد از انرژی مصرفی ساختمان‌های مسکونی، تجاری و عمومی را تأمین کرد.
در سال ۲۰۲۴، سهم انرژی حاصل از منابع تجدیدپذیر، بازیابی حرارت و دیگ‌های برقی از ۷۰ درصد به ۷۳ درصد افزایش پیدا کرد. در حال حاضر تولید انرژی بدون انتشار کربن، بیش از ۶۰ درصد از سیستم گرمایش محلی را تشکیل می‌دهد و ۲۴ درصد کاهش انتشار دی‌اکسید کربن را به همراه داشته است.
فنلاند با ارائه «برنامه یکپارچه انرژی و اقلیم» خود به اتحادیه اروپا، گام‌های جدی برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و گذار به انرژی‌های پاک برداشته است. این برنامه که بر پنج محور اصلی اتحادیه انرژی اروپا استوار است، اهداف ۲۰۳۰ اتحادیه اروپا را دنبال می‌کند و چشم‌اندازی بلندمدت برای دستیابی فنلاند به هدف کربن‌خنثی تا ۲۰۳۰ ارائه می‌دهد. برنامه یکپارچه انرژی و اقلیم فنلاند هدف دارد تا تولید برق و گرما در این کشور تا پایان دهه ۲۰۳۰ بدون انتشار کربن باشد. همچنین، استفاده از زغال‌سنگ برای تولید انرژی از اول مه ۲۰۲۹ ممنوع خواهد شد.
باتری‌های شنی
استارت‌آپ انرژی شب قطبی با همکاری شرکت فنلاندی گرمایش محلی لویسان، در حال ساخت سیستم ذخیره حرارتی مبتنی بر باتری‌های شنی در شهر پورناینن است. این دومین پروژه از نوع خود است که پس از اتمام نخستین کارخانه تجاری در کانکانپا در سال ۲۰۲۳، آغاز شده است. این فناوری که از شن به‌عنوان ذخیره‌ساز گرما استفاده می‌کند، نه‌تنها محیط‌زیست را نجات می‌دهد، بلکه آینده انرژی پایدار را در اسکاندیناوی بازتعریف می‌کند.
باتری‌های شنی به کار رفته در پروژه نخست، هفت متر ارتفاع و چهار متر قطر دارند و ظرفیت هشت مگاوات ساعت و ۲۰۰ کیلووات ذخیره را ارائه می‌دهند. آن سیستم، گرمای اتلافی از سرورهای داده شرکت را ذخیره می‌کند که به‌طور معمول از طریق سیستم‌های خنک‌سازی همچون فن‌ها یا لوله‌های مایع، جمع‌آوری و به شبکه گرمایش محلی منتقل می‌شود. پروژه اجرایی در ماه‌های اول کار خود، از ژانویه تا ژوئیه ۲۰۲۳، همانطور که انتظار می‌رفت به بازده ۶۰ تا ۷۰ درصد دست پیدا کرد و در مقایسه با سیستم احتراق خرده‌چوب قبلی، ۹۱ هزار کیلوگرم دی‌اکسید کربن کمتری منتشر کرد.
قرار است در پروژه پورناینن، ظرفیت باتری‌های شنی به ۱۰۰ مگاوات ساعت افزایش پیدا کند، همچنین، اندازه این باتری‌ها به ۱۳ متر ارتفاع و ۱۵ متر عرض گسترش می‌یابد. انتظار می‌رود این افزایش مقیاس، عملکرد و کارایی باتری‌ها را به‌طور قابل‌توجهی بهبود دهد. در این پروژه، انرژی مازاد باد و خورشید ذخیره می‌شود و ساخت آن تا پایان سال ۲۰۲۵ تکمیل خواهد شد. این پروژه با اهداف شهر برای دستیابی به کربن‌خنثی همسو است، زیرا بسیاری از ساختمان‌های عمومی شهر همچون شورای شهر و کتابخانه از سیستم‌های گرمایش محلی استفاده می‌کنند.
نحوه عملکرد باتری‌های شنی
باتری شنی یک سیستم ذخیره انرژی حرارتی بزرگ‌مقیاس و دما بالا است که از شن یا مواد مشابه به‌عنوان محیط ذخیره‌سازی استفاده می‌کند. شن به‌دلیل توانایی تحمل دماهای بالاتر از نقطه جوش آب انتخاب شده است که امکان ذخیره انرژی بیشتر در حجم مشابه را فراهم می‌کند. علاوه بر این، شن عمر طولانی دارد و می‌توان آن را چندین بار گرم و سرد کرد.
باتری‌های شنی انرژی را به‌صورت گرما ذخیره می‌کنند و فرایند شارژ و تخلیه از طریق لوله‌های انتقال حرارت انجام می‌شود. هوا با استفاده از برق گرم می‌شود و انرژی حاصل، از طریق یک سیستم انتقال مدار بسته در باتری ذخیره می‌شود. این فرایند «گرمایش مقاومتی» نامیده می‌شود، زیرا حرارت از اصطکاک ایجاد شده توسط عبور جریان الکتریکی از ماده‌ای تولید می‌شود که ابررسانا نیست.
یک باتری شنی قادر است آب گرم، بخار یا هوا را با دمای خروجی تا ۶۰۰ درجه سانتیگراد تأمین کند که نیازهای ۳۶ درصد از فرایندهای صنعتی را که در حال حاضر به نفت و گاز وابسته هستند، برآورده می‌کند.
وضعیت کنونی باتری‌های شنی پورناینن
پروژه پورناینن زمانی طراحی شد که دیگ تراشه چوب شرکت گرمایش محلی لویسان به پایان عمر عملیاتی خود نزدیک شد. این شرکت پس از ارزیابی گزینه‌های موجود در بازار، راهکار باتری‌های شنی را برای خدمت‌رسانی به مشتریان خود انتخاب کردند. علاوه بر مزایای زیست‌محیطی، این سیستم امکان استفاده بهینه بر اساس قیمت برق و بازار ذخایر را فراهم می‌کند.
طبق گزارش رسانه‌های محلی، ساخت‌وسازهای این پروژه به آرامی در حال انجام است. باتری‌ها با ۲۰۰۰ تن سنگ صابون (نوعی سنگ کانی تغییر شکل یافته) خردشده پر شده‌اند؛ ماده‌ای که به‌دلیل رسانایی حرارتی بالا ارزشمند است و از شومینه‌های نگهدارنده حرارت تهیه شده است. آزمایش‌ها در زمستان سال گذشته آغاز شده و راه‌اندازی کامل آن برای سال جاری برنامه‌ریزی شده است.
برنامه‌های استارت‌آپ انرژی شب قطبی به اینجا ختم نمی‌شود و اعلام کرده است که در حال جست‌وجوی مکانی برای ساخت یک کارخانه آزمایشی جدید است تا نسخه‌ای از باتری شنی را آزمایش کند که امکان تبدیل انرژی حرارتی ذخیره‌شده به برق را فراهم کند. ساخت این کارخانه قرار است تابستان سال جاری آغاز شود و مرحله آزمایشی تا پایان سال ۲۰۲۶ ادامه خواهد داشت.
نظر شما