芬蘭新型聚合物管道助力地下儲存 14 GWh 熱能

芬蘭的一座垃圾焚燒廠最近使用玻璃纖維增強聚合物（GFRP）管道將多餘的熱量儲存於地下約 1.2 英里處，這一創新技術有望改變能源儲存及廢熱回收的方式。這個名為 Lounavoima 的垃圾轉能源廠位於薩洛（Salo），與全球復合材料製造商 Exel Composites 及地熱技術公司 QHeat 合作，展開了一項研究與開發計劃。據報導，這套新的熱能儲存系統在七月底完成，旨在捕獲並儲存多達 14 吉瓦小時（GWh）的多餘熱能，這些熱能儲存在設施下方的花崗岩基岩中。

根據 Exel Composites 的說法，儲存的能量將在寒冷的月份釋放出來，幫助減少對化石燃料的依賴。QHeat 的 CEO Erika Salmenvaara 強調，全球一半的能源使用都是用於取暖，因此電氣化取暖所帶來的環境效益不容忽視。在安裝熱能儲存系統之前，Lounavoima 廠每年處理的多達 120,000 噸市政垃圾所產生的多餘熱量在夏季會排放到空氣中，而在冬季，芬蘭的氣溫會降至 -20 攝氏度（-4 華氏度），這時該廠需要依賴油燒爐來補充熱能。然而，隨著新系統的投入使用，設施能夠利用儲存的能量為每年約 700 套獨立住宅提供取暖，這不僅降低了排放，還提高了效率。

Salmenvaara 指出，歐盟 60% 的熱能生產仍然依賴化石燃料，其餘 40% 則主要通過天然氣和垃圾焚燒等燃燒方式生成。她承認，儘管電氣化取暖的方式並不完美，但確實對全球老化的電力傳輸基礎設施造成了壓力。不過，她強調，創新的工程解決方案能夠應對這一挑戰。Salmenvaara 提到，“電網增強技術正在快速發展，而熱泵的能量效率比直接使用電力高達 600%。”

這個系統依賴於專門設計的 GFRP 管道，以應對地下熱能儲存的極端條件。這些管道輕便、耐腐蝕且熱效率高，經過 Exel Composites 和 QHeat 的密切合作而成。為了這個項目，兩個團隊進行了多次迭代，優化管道的尺寸、連接方式，以及熱絕緣和機械強度之間的平衡。Exel Composites 的技術銷售經理 Tiina Uotila 表示：“熱能儲存與合適的機械性能的結合是滿足這些管道的最大標準。”然而，我們與 QHeat 合作，了解如何使這些管道更易於組裝和安裝，並確保設計有明確的可持續終端處理路徑。

這些管道經過改良，能夠承受地下儲存的壓力和溫度，同時提高了能量效率的絕緣性能。Uotila 還指出，這些管道的可持續性不僅限於熱能儲存，因為它們在使用後設計為可重用。一旦達到操作壽命的終點，這些管道不會進入填埋場，而是會與水泥共同加工，複合材料可以替代化石燃料和原材料。Salmenvaara 在一份新聞稿中提到，“我對 Exel Composites 的首席設計師親自到薩洛現場查看首批安裝的管道感到驚訝，並有幸參觀了 Exel 在芬蘭的 Mäntyharju 工廠，這樣我才明白其專業技術、設計能力和產品質量。”