ปัญหาใหญ่ของการเปลี่ยนผ่านสู่พลังงานไม่ใช่วิธีการผลิตพลังงานจากแสงแดดหรือลม แต่เป็นการต่อยอดว่าจะเก็บพลังงานสะอาดเหล่านั้นอย่างไร เพื่อนำมาใช้ในวันที่ไม่มีลมหรือแดดไม่จัด ในปัจจุบันโลกเราใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ในการจัดเก็บพลังงานสะอาดที่ผลิตขึ้นมาได้ แต่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนนี้มีต้นทุนที่สูง และยังคงสร้างปัญหาสิ่งแวดล้อมจากการขุดสกัดลิเธียมและแร่สำคัญในเหมืองแร่ บริษัทสตาร์ตอัปสัญชาติฟินแลนด์ อย่าง Polar Night Energy จึงได้คิดค้นวิธีแก้ปัญหา นั่นคือการเปลี่ยนทรายธรรมดา ๆ ให้กลายเป็น “แบตเตอรี่ทราย (Sand Battery)”
แบตเตอรี่ทราย (Sand Battery) คืออะไร?
แม้ชื่อจะเรียกว่าแบตเตอรี่ แต่แท้จริงแล้วแบตเตอรี่ทรายไม่ใช่แบตเตอรี่ไฟฟ้าแบบลิเธียมไอออนที่ใช้ในรถยนต์ไฟฟ้าหรือสมาร์ตโฟน แต่เป็น “ระบบกักเก็บพลังงานความร้อน (Thermal Energy Storage)”
หลักการทำงานของแบตเตอรี่ทรายคือ ใช้ไฟฟ้าส่วนเกินจากพลังงานหมุนเวียนไปสร้างความร้อน จากนั้นเป่าลมร้อนผ่านท่อภายในถังเหล็กที่บรรจุทรายหรือวัสดุคล้ายทราย เพื่อเก็บความร้อนไว้ที่อุณหภูมิประมาณ 500–600 องศาเซลเซียส และสามารถเก็บความร้อนได้นานหลายสัปดาห์หรือหลายเดือน เมื่อมีความต้องการใช้งาน ระบบจะดึงความร้อนออกมาใช้
จุดเด่นสำคัญของแบตเตอรี่ทรายคือ “ต้นทุนต่ำ” เพราะทรายเป็นวัสดุที่หาได้ง่าย ราคาถูก และทนต่ออุณหภูมิสูง ต่างจากแบตเตอรี่ลิเธียมที่ต้องใช้แร่หายากและมีต้นทุนสูง
แบตเตอรี่ทรายแห่งแรกของโลกที่ประเทศฟินแลนด์
โครงการแบตเตอรี่ทรายเชิงพาณิชย์ขนาดเล็กแห่งแรกของโลก ถูกติดตั้งที่เมือง Kankaanpää ประเทศฟินแลนด์ โดยความร่วมมือระหว่างบริษัท Polar Night Energy และบริษัทพลังงาน Vatajankoski เป็นโครงการนำร่องเชิงพาณิชย์ขนาดเล็ก (Pilot Project) เปิดใช้งานในปี 2022 มีความสูงประมาณ 7 เมตร กว้าง 4 เมตร ภายในบรรจุทรายประมาณ 100 ตัน สามารถให้กำลังความร้อน 200 กิโลวัตต์ และมีความจุพลังงาน 8 เมกะวัตต์ชั่วโมง (MWh)
โครงการนำร่องนี้ บริษัทพลังงาน Vatajankoski ได้นำแบตเตอรี่ทรายไปเชื่อมต่อเข้ากับระบบทำความร้อนเขตเมืองร่วมกับพลังงานหมุนเวียนอื่น และความร้อนเหลือทิ้งจาก Data Center ในเมือง ผลลัพธ์ที่ได้ คือ
- ลดการปล่อยคาร์บอนได้ถึง 72% เมื่อเทียบสถิติระหว่างปี 2019-2024
- ลดการปล่อยคาร์บอนลงได้เกือบ 99% เมื่อดูสถิติล่าสุดในช่วงปี 2020-2025 ของเครือข่ายทำความร้อนในเมือง Kankaanpää
- 70% ของระบบทำความร้อนในเมือง Kankaanpää ปัจจุบันสามารถผลิตได้โดยไม่เกิดกระบวนการเผาไหม้เลย จากเดิมที่เมืองนี้เคยพึ่งพาการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลและชีวมวลอย่างหนักตั้งแต่ปี 1980
ขยายสเกลสู่แบตเตอรี่ทรายที่ใหญ่ที่สุดในโลก ที่เมือง Pornainen
ในปี 2025 ฟินแลนด์ได้ขยายสเกลสู่แบตเตอรี่ทรายที่ใหญ่ที่สุดในโลก ที่เมือง Pornainen หลังจากประสบความสำเร็จกับโครงการนำร่องขนาดเล็กที่เมือง Kankaanpää โดยระบบที่เมือง Pornainen มีความสูงเกือบ 13 เมตร กว้าง 15 เมตร ใช้วัสดุคล้ายทรายหนักกว่า 2,000 ตัน ทำให้สามารถกักเก็บพลังงานได้ถึง 100 MWh และให้กำลังความร้อน 1 เมกะวัตต์ ซึ่งมีสเกลใหญ่กว่าที่เมือง Kankaanpää ถึง 10 เท่า โดยโครงการนี้ถูกออกแบบมาเพื่อรองรับระบบทำความร้อนเมืองทั้งเมือง ในช่วงฤดูร้อนสามารถรองรับความต้องการความร้อนได้เกือบหนึ่งเดือน และประมาณหนึ่งสัปดาห์ในฤดูหนาว
โครงการแบตเตอรี่ทรายที่เมือง Pornainen ไม่เพียงใช้ทรายเท่านั้น แต่โครงการได้มีการพาร์ตเนอร์กับบริษัทผลิตเตาผิงท้องถิ่นอย่าง Tulikivi และได้นำเอาเศษหินสบู่ที่เหลือทิ้งจากกระบวนการตัดทำเตาผิงจำนวนกว่า 2,000 ตัน มาบดและบรรจุลงในถังกักเก็บ โดยหินสบู่นี้มีคุณสมบัตินำและเก็บความร้อนได้ดีกว่าทรายทั่วไปอีกด้วย เป็นการนำขยะจากอุตสาหกรรมมาทำประโยชน์อีกครั้ง นับเป็น Circular Economy ที่ดีและน่าสนใจ
ผลลัพท์ที่ได้จากโครงการแบตเตอรี่ทรายที่เมือง Pornainen นั้น สามารถ
- ลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในระบบทำความร้อนของเมืองลงได้ทันที 70% (ประมาณ 160 ตัน/ปี)
- ช่วยให้เมืองเลิกใช้น้ำมันในระบบทำความร้อนได้ 100%
- ลดปริมาณการใช้เชื้อเพลิงชีวมวลอย่างเศษไม้ชิปได้ถึง 60%
แบตเตอรี่ทรายของประเทศฟินแลนด์ทำให้เห็นว่าการแก้ปัญหาระดับโลกไม่จำเป็นต้องใช้ต้นทุนที่สูง อาศัยเพียงการจับคู่ทรัพยากรพื้นฐานที่มีอยู่ให้เข้ากับเทคโนโลยี ก็สามารถกลายเป็นอีกหนึ่งชิ้นส่วนสำคัญที่ช่วยให้เป้าหมายการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเป็นศูนย์ของโลกขยับเข้าใกล้ความเป็นจริงได้เพิ่มขึ้น
ที่มา:
