La première batterie de sable au monde est entrée en service en Finlande

L'énergie éolienne et l'énergie solaire étant intermittentes, elles produisent de l'énergie lorsqu'elle est disponible et non lorsqu'elle est requise, ce qui nécessite une grande quantité de stockage d'énergie. Ce stockage peut prendre de nombreuses formes, allant des "grosses batteries" traditionnelles à base de lithium aux batteries à flux, aux batteries à changement de phase au silicium, aux batteries à sel fondu, aux batteries fer-air, aux batteries à gravité, aux batteries à expansion au dioxyde de carbone et à d'autres technologies plus inhabituelles comme les cellules de flottaison.

En termes d'efficacité énergétique, de puissance de sortie, d'emplacement, de frais d'installation, de coûts d'exploitation, de puissance d'entrée et de sortie, de longévité et de durée de stockage de l'électricité, chaque solution présente ses propres avantages et inconvénients. C'est une excellente chose, car les différentes solutions répondent à des besoins distincts ; certaines alimentent le réseau lors de pics de demande soudains, tandis que d'autres lissent les courbes quotidiennes fluctuantes entre la demande et l'offre renouvelable. D'autres encore aideront à pallier les pénuries d'approvisionnement saisonnières, par exemple lorsque la production solaire diminue pendant l'hiver.

Un autre de la pile, originaire de Finlande. Selon Polar Night Energy, la première batterie de sable commerciale vient d'être inaugurée par l'entreprise de "nouvelles énergies" Vatajankoski, à environ quatre heures au nord-ouest d'Helsinki.

Il s'agit d'un système de stockage d'énergie thermique qui utilise un énorme réservoir en acier isolé - d'environ 4 mètres de large et 7 mètres de haut - rempli de sable ordinaire comme réservoir de chaleur. Cet équipement est capable de stocker 8 mégawattheures d'énergie à une puissance nominale de 100 kW pendant que le sable est chauffé à environ 500-600 degrés Celsius (932-1112 °F).

Lorsque le besoin s'en fait sentir, cette énergie est à nouveau extraite sous forme de chaleur de la même manière. Vatajankowski exploite la chaleur accumulée, en plus de la chaleur supplémentaire générée par ses serveurs de données, pour alimenter le système de chauffage urbain local, qui utilise des tuyaux pour distribuer la chaleur. Elle peut ensuite être utilisée pour chauffer des structures ou des piscines, des processus industriels ou toute autre application nécessitant de la chaleur.

Le sable, selon l'entreprise, doit simplement être sec et exempt de déchets combustibles. En effet, l'entreprise pense que c'est un excellent moyen de stocker l'énergie. C'est si facile et si peu coûteux que Polar Night Energy affirme que les coûts d'installation sont inférieurs à 10 euros par kilowattheure, et qu'il fonctionne en mode entièrement automatisé, sans aucun consommable.

L'entreprise promet qu'elle sera également évolutive, avec des centaines de mégawatts d'énergie nominale générés par des installations d'une capacité de stockage d'énergie de 20 gigawattheures et le sable chauffé à 1000 °C dans certains modèles. S'ils sont de la bonne forme, les puits de mine désaffectés peuvent être utilisés pour construire de grandes installations de stockage souterraines. Aucun réservoir à haute pression n'est nécessaire ; le composant le plus coûteux est généralement la tuyauterie.

Le nom de l'entreprise, "Nuit polaire", est un jeu de mots sur le fait que certaines régions du nord de la Finlande ne reçoivent pas de lumière solaire pendant l'hiver, lorsqu'elles se trouvent au-dessus de la latitude où il n'y a pas de soleil direct pendant des semaines au cœur de l'hiver. Selon l'entreprise, cette batterie de sable aura un impact maximal dans des situations de ce type, lorsque son stockage à long terme permettra de chauffer les bâtiments à moindre coût et de manière plus efficace pendant l'hiver glacial finlandais.

L'avantage de ce conteneur de stockage de sable solide est qu'il permet de créer de nombreuses "zones" de stockage d'énergie dans le sable. Il est possible de créer un système de stockage de chaleur à long terme au centre du cylindre de sable, mais les cycles d'utilisation répétée à court terme plus proches de la surface supérieure ou à l'extérieur sont plus pratiques. Comme les liquides se mélangent et se déplacent en permanence, ce système serait impossible dans un milieu liquide comme l'eau ou le sel fondu.

Ce système ne sera utilisé à grande échelle que dans les régions disposant d'un système de chauffage urbain. Or, il existe un nombre surprenant de chauffages urbains. Plus de la moitié des foyers scandinaves en sont équipés, tout comme de nombreux autres pays, dont la Chine du Nord et les États-Unis.

Pour cette raison, le cadre de solutions climatiques de Mission Innovation a prévu que le déploiement de toute la technologie de stockage d'énergie de Polar Night à son potentiel maximal pourrait éliminer suffisamment de sources de chaleur brûlant du carbone pour réduire les émissions annuelles de gaz à effet de serre de 57 à 283 mégatonnes équivalent CO2 par an d'ici 2030. Il s'agirait d'une contribution importante en soi.