全球最大的地下储热项目！90GWh，便宜且可全年供暖

摘要：

想象一下，一座城市可以全年供暖，而且是利用夏季捕获的阳光来提供能源。这一未来愿景即将在芬兰成为现实。

撰文 | Penn

编辑 | Tang

→这是《环球零碳》的1086篇原创

在芬兰和其他北欧国家，不同季节的热量消耗差异很大。夏季的热量消耗仅为寒冷冬季高峰负荷耗热量的十分之一。将数据中心、冷却过程和废物转化为能源资产产生的廉价且环保的废热储存在地下洞穴中，成为了能源转型方面的一项革命性创新。

作为芬兰最大的城市能源公司之一，万塔能源公司（Vantaan Energia）正在计划建造世界上最大的季节性储热系统。该地下储热系统的总容量超过 100 万立方米，相当于芬兰一座中型城市的年度供暖需求。

这个名为Varanto Project的季节性热能储存设施将建在毗邻首都赫尔辛基的芬兰第四大城市万塔（Vantaan），项目预计最早于 2028 年投入使用，耗资2亿欧元(2.17 亿美元)，预计可存储高达 90GWh的电力，这一规模对于能源存储设施而言是前所未有的。

Varanto项目开发商万塔能源公司的首席执行官尤卡·托伊沃宁（Jukka Toivonen）表示：“Varanto无论从规模还是容量来看都是独一无二的”。

图说：项目开发商万塔能源的首席执行官Jukka Toivonen

来源：Vantaan Energia

据行业媒体Recharge统计，美国宇航局地球观测站（NASA's Earth Observatory）称，全球最大的电池储能系统为 3.3GWh。吉尼斯世界纪录显示，世界最大的热能储存厂容量为5.9GWh。抽水蓄能设施在容量方面通常自成一派，通常无法与其他类型的储能设施直接比较。但即使包括这些，中国一个被称为世界上最大的 40GWh 抽水蓄能设施与Varanto相比也相形见绌。

据悉，Varanto项目将建在万塔的基岩中，共将挖掘三个宽约 20 米、长约 300 米、高约 40 米的岩洞。岩洞底部将低于地面 100 米。这些地下岩洞将充满热水。空间内将产生压力，使水的温度高达 140 度，而不会沸腾或蒸发。

季节性热能储存岩洞非常巨大；包括加工设施在内，其总容积为 110万立方米。Varanto的体积可以用一个具体的对比来说明：地下季节性热能储存设施的物理体积几乎相当于两个麦迪逊广场花园，足以容纳帝国大厦（100 万立方米），并在边缘挤下 40 个奥林匹克规格的游泳池。

充满电的季节性热能存储设施的总热容量为 90GWh，这个容量可以为一个中等规模的芬兰城市提供长达一年的供暖，相当于一座典型的 1GW 核电站近四天的发电量，或者大约 130 万个电动汽车电池。

图说：关于Varanto项目的事实和数据

来源：Vantaan Energia

Varanto 项目将与万塔 600 公里长的地下区域供热网络相连，该网络将热水泵入该市大多数建筑物的热交换器中，以便在冬天为家庭和办公室提供温暖。

在炎热的夏季，巨大的热电池将利用区域供热网络的废热缓慢充电。它还将配备两个60MW 电锅炉，当成本低廉时，它们可以利用多余的可再生能源加热水，所有操作均由人工智能协调。

尤卡·托伊沃宁（Jukka Toivonen）指出：“这些锅炉将用于在电力充足且价格低廉时利用可再生能源发电制热。我们的供热系统将像混合动力汽车一样工作：既由内燃机驱动，又由电池驱动，并根据当时最有利和最有效的方式，交替使用电力和其他生产方式，这是整个系统的核心。”

托伊沃宁表示，在7月时万塔在高峰期需要约70MW的电力为家庭供暖，在1月或2月时则需要700MW的电力。因此，Varanto在任何时刻都能输出200 兆瓦的电力，"这对寒冷的冬日和夜晚有很大的帮助”。

图说：Varanto项目示意图

来源：Vantaan Energia

据估计，该项目成本约为 2 亿欧元，芬兰经济事务和就业部已为其提供了1900万欧元的投资补助金。储能设施入口的建设预计将于今年启动，季节性热能储存设施可在2028年投入使用。

区域供热是芬兰建筑和家庭最常用的供热方式，这得益于与大多数物业相连的地下区域供热网络。在区域供热网络中，生产厂生产的热能通过封闭的双管区域供热网络以热水的形式输送给用户。在这些管道中，热水流向建筑物，释放出热量的水流回生产厂重新加热。万塔的地下区域供热网络长达 600 多公里，约有 90% 的万达居民家中使用区域供暖。

相对于人口而言，芬兰是北欧国家中最大的区域供热生产国。当地热电厂生产的热量被用于为个人住宅、商业建筑和工业生产厂房供暖。2023 年，芬兰共生产37.3 太瓦时的区域供热。其中，53%来自可再生热源，14%来自废热。

图说：Varanto 项目混合加热系统

来源：Vantaan Energia

迄今为止，能源转型的最大挑战是无法存储风能、太阳能等间歇性能源以供日后使用。万塔能源公司首席执行官尤卡·托伊沃宁表示："Varanto 是一个大规模工业存储解决方案的很好案例，我们很高兴能为世界其他地方树立一个榜样。”

展望未来，托伊沃宁表示，像Varanto项目这样的能源存储系统可能存在“全球机遇”。

他说，相对而言，使用电池储能仍然“非常昂贵”。使用电池建造相同容量的 Varanto发电厂将花费超过10 亿欧元，而Varanto项目成本仅仅约为 2 亿欧元，“这是一个巨大的差异”。

托伊沃宁说：“我们将拭目以待它的进展情况”，看它是否符合预算，以及它将如何 “实际运作”。如果到了 2028 年，Varanto项目取得了巨大的成功，那么我们就可以考虑在其他地方创造 ”其他类型的成功”。

首图来源：Vantaan Energia