«Двойное преимущество». Как Италия хранит солнечный жар в песке

Как обычно мы думаем о песке? Вероятно, как о строительном материале или части пляжной эстетики. Но в разгар европейского энергетического кризиса и глобальной борьбы за сокращение выбросов углекислого газа обычный промышленный песок стал самым горячим инновационным товаром.

Юг Италии нашел простое и одновременно научно обоснованное решение: песчаную батарею. Это первый в стране тепловой аккумулятор на песке, интегрированный в промышленное пищевое производство. Он знаменует собой начало конца эры газового доминирования в европейской промышленности.

Установка находится в провинции Салерно, регион Кампания. Сама технология принадлежит и была запатентована итальянской компанией Magaldi Green Energy, а проект реализуется в партнерстве с энергетическим гигантом Enel X.

Magaldi использует технологию MGTES (Magaldi Green Thermal Energy Storage), где песок флюидизирован (поддерживается в циркулирующем, «кипящем» состоянии потоком воздуха). Это позволяет добиться более быстрого и эффективного теплообмена.

Несмотря на то, что батарея находится на территории завода, входящего в Magaldi Group в Салерно, она предназначена для обеспечения теплом местного пищевого предприятия по соседству, которое занимается переработкой, включая производство растительного масла.

Обычно, «батарея» ассоциируется с литий-ионными аккумуляторами – дорогими и экологически сомнительными. Но здесь другая история. Песчаный аккумулятор – термодинамическое, а не электрическое устройство.

Суть заключается в удельной теплоемкости. Песок, особенно промышленный, способен поглощать и удерживать огромное количество тепловой энергии. Система работает по принципу гигантского термоса.

Избыток дешевой электроэнергии, произведенной солнечными панелями днем, преобразуется в тепло с помощью резистивных нагревателей. Эта энергия нагревает песок до невероятных температур – до 600 градусов Цельсия (в два раза больше, чем требуется для выпечки пиццы).

Когда заводу требуется энергия (вечером, ночью или зимой), через нагретый песок пропускают рабочую жидкость, которая мгновенно превращается в пар высокого давления.

Запуск такой батареи на пищевом заводе, который занимается переработкой, в частности, масла, является стратегически важным. Производство растительного масла (рафинация, дезодорация) – это чрезвычайно энергоемкий процесс, требующий постоянной подачи технологического пара высокой температуры (обычно более 250 градусов Цельсия).

Традиционно, этот процесс полностью зависел от сжигания природного газа, что делало предприятия уязвимыми к колебаниям мировых цен и геополитических рисков. Итальянский завод, используя пар от песчаного аккумулятора, получает двойное преимущество.

• Во-первых, резкое сокращение выбросов углекислого газа в соответствии с экологическими директивами ЕС обеспечивает прямой путь к «зеленому» брендированию продукции.
• Во-вторых, использование собственной солнечной энергии, сохраненной в песке, позволяет прогнозировать производственные затраты и избегать рыночных скачков цены на газ.

Самое большое преимущество песчаной батареи – ее практическая неисчерпаемость и дешевизна. Песок (особенно промышленный) является одним из самых дешевых и наиболее распространенных материалов на планете. Он не токсичен и, в отличие от лития, не изнашивается при циклическом нагреве/охлаждении.

Основная ценность песчаных батарей – это их способность обеспечивать непрерывное, стабильное и высокотемпературное тепло в любое время суток.