社会的边角料，成就能源界的小骄傲。
最近，有一家名为 Polar Night Energy 的芬兰公司研发出了全球最大的沙基电池，引起了广泛关注。
沙基电池就是图中的大罐子
简单来说，沙基电池就是利用沙子等材料，构建一个能够储热和发电的系统。其核心在于利用沙子优秀的储热性能，将电能转化为热能储存起来，并在需要时释放。
事实上，利用沙子储能并非全新的技术，沙基电池的概念也并不算前沿。
Polar Night Energy 早在 2021 年 3 月就开始了沙基电池的实验，并于 2022 年 7 月在芬兰坎康佩地区正式投入运营，至今已接近三年时间。
之前的沙基电池规模相对较小，储能量有限，通常在 8 MWh ~ 10 MWh 左右。而这次的沙基电池实现了规模上的显著提升，储电量达到了可观的 1000 MWh，相较于三年前的版本提升了近百倍。这无疑是一次技术的飞跃，也预示着沙基电池在储能领域的潜力。
可能许多人对 1000 MWh 储电量并没有直观的概念。简单来说，这个大型电池一次储能可以保存数月之久，足以满足芬兰波尔奈宁镇上 5000 居民夏季一个月的用电需求，或者满足冬季一周的供暖需求。
如果建造 20 个这样的大型电池，理论上可以解决整个城镇的冬季供暖问题，这对于寒冷的北欧地区而言，意义非凡。
然而，需要注意的是，虽然被称为“大电池”，但严格来说，沙基电池并非传统意义上的电池，而是一种热能存储系统。 这种热能存储系统主要区别于传统电池的化学能储存方式。
通常情况下，电池储存的是化学能，并将其转化为电能释放。而沙基电池则是通过电力加热电阻，电阻再加热空气，通过空气在管道内的循环来加热沙子。 换句话说，它储存的是热能，释放的也是热能。
高温沙子被包裹在隔热钢筒仓内，加之沙子本身具有良好的隔热性能，使得这种大型电池能够在能量损耗极低的情况下保温数月。这些储存的热量可以直接利用，也可以通过涡轮机转换回电能，从而满足不同场景下的能源需求。
有人可能会疑惑：用电加热沙子，再用沙子放热发电，这是否是多此一举呢？为什么不直接用电呢？
实际上，沙基电池的主要作用在于调配能源，平衡供需，它的核心价值在于“废电利用，夜电日用，夏电冬输”。 也就是说，它可以在电力过剩时储存能量，并在电力不足时释放能量，从而实现能源的灵活调配。
目前，清洁能源发电最大的问题在于其不稳定性，例如太阳能、风能等受天气因素影响较大，无法实现稳定持续的发电。
自然馈赠的能量有时会超出需求，造成浪费。而通过沙基电池，可以将多余的能源储存起来，并在发电量不足时进行补充，从而提高能源利用效率。
此外，不同时段的电费存在差异，利用沙基电池可以在电费较低时储存能量。对于一些 24 小时运转的工厂，可以在夜间用低价电为电池充电，白天再利用储存的能量，从而降低运营成本。
芬兰地处严寒地区，冬季供暖需求巨大。利用沙基电池收集清洁能源，或者将夏季的廉价电能转化为热能储存起来，在冬季使用，可以替代昂贵的化石燃料，并减少 60% 的木屑燃烧，从而降低环境污染。
尽管能源替代方案众多，但沙基电池能够在众多方案中脱颖而出，与其低廉的成本密不可分。
一个沙基电池建成后，每天只需充电几个小时即可达到“满电”状态，剩余时间则处于“放电”状态。据统计，一个沙基电池每年可以循环使用最多 200 次，且内部填充物无需更换，可以反复加热利用。
除了外部的保温铁壳需要一定的成本外，电池内部使用的填充物甚至不是沙子，而是 Polar Night Energy 从壁炉制造商处精心挑选的废弃材料——碎皂石。
相比于沙子，这些原本一文不值的建筑废料显然更具性价比。Polar Night Energy 在其官网上明确表示，对颗粒大小和材料类别没有特殊要求，只要足够便宜，他们都愿意采用。
在尝试“捡垃圾”之前，他们还曾尝试利用服务器产生的废热为居民提供热水。但最终发现，服务器废热提供的温度不足以满足供暖需求，只能将水加热至 55 摄氏度，仍然需要沙基电池才能达到 70 摄氏度的及格线。
没错，就是这个服务器
正是由于这种废物利用的方式，使得沙基电池的储能成本非常低廉。与锂电池 115 美元每千瓦时的价格相比，2022 年老版本的沙基电池仅需 25 美元每千瓦时，如今成本可能更低。 这无疑为沙基电池的推广应用创造了有利条件。
事实上，关注能源储存和再利用的公司远不止 Polar Night Energy 一家。许多资本家早已在这一领域布局。在全球范围内推动减碳减排和能源清洁的大趋势下，涌现出许多类似的项目。
例如，Electrified Thermal Solutions 研发了导电耐火砖，能够吸收高达 1800 度的热量以备不时之需；Sunamp 推出了家用热电池，能够自动存储和使用低价电力；Fourth Power 则利用高温石墨开发出热电池，可以将光能转化为电能。
左 Electrified Thermal Solutions，中 Sunamp，右 Fourth Power
然而，沙基电池是目前第一个成功落地并得到验证的项目。这或许也与芬兰对可持续能源的高度依赖密切相关。
根据芬兰电网的能源结构，截至 2024 年，芬兰有 91% 的电力来自低碳能源。下图显示，太阳能、风能、水电和地热等可再生能源共占 41.5%，核能占 37.7%。
2024 年芬兰电网能源结构
尽管化石资源匮乏，但芬兰却是欧洲电价最低的国家之一，每千瓦时仅 0.08 欧元，不到欧盟平均价格的一半。 这也反映了芬兰在能源转型方面的成就。
由于众所周知的原因，欧洲的天然气价格飞涨，导致暖气费用居高不下。
而芬兰作为一个化石燃料资源匮乏的国家，干脆选择了不依赖化石燃料的道路。大力发展包括沙基电池在内的清洁能源技术，受到的影响相对较小，这或许也算是一种因祸得福。
由此可见，依靠进口只能解决一时之需，要想从根本上解决问题，科技才是第一生产力。自主研发和技术创新才是应对能源挑战的关键所在。
可惜的是，目前沙基电池尚未推出面向个人住宅的产品类型，主要还是专注于大型工业和商业应用。 并且似乎仍处于小范围试用阶段，尚未进行大规模推广。
其主要问题在于占地面积过大，如果在中国推广，其供电能力可能无法满足需求。 这也限制了沙基电池的应用范围。
那么，沙基电池能否进一步发展，走进千家万户，用于在夏季储存热量，冬季提供供暖呢？ 这对于许多地区的居民来说，意义重大，值得期待。
