白話科技|沙電池是什麼?沙子如何儲存熱能?和鋰電池差在哪?運作原理一次看
白話科技|沙電池是什麼?沙子如何儲存熱能?和鋰電池差在哪?運作原理一次看

全球應對氣候變遷,建造太陽能、風力發電等再生能源相當常見,不過只能在有陽光或有風時才能發電的間歇性限制,「看天吃飯」導致電力生產與消耗速度難以銜接。

那麼,該如何有效儲存的太陽能與風能?為了解決這個全球性的儲能難題,由芬蘭新創公司 Polar Night Energy 開發的創新技術「沙電池(Sand Battery)」儲能系統,正提供一個務實且永續的解決方案。

沙電池是什麼?為什麼選沙子當材料?

沙電池是一種新型能源儲存系統,為熱電池(thermal battrey)的一種,要做為沙電池的儲熱介質,理想的材料特性應具備以下4點:

  • 高熱容量與高密度: 決定了儲能系統的能量密度,亦即在有限的體積內能儲存多少熱能。
  • 高溫穩定性: 材料必須能承受數百甚至上千度的高溫,並在無數次加熱、冷卻循環後,性質依然穩定,不會分解或降解。
  • 成本低廉且來源廣泛: 材料便宜、易於取得,才能在成本上與其他儲能技術競爭。
  • 安全無毒且對環境友善: 材料本身須不可燃、無毒、無腐蝕性,且在開採和棄置時對環境的衝擊小。

最經典的材料就是沙子,由於沙子普遍易取得、成本低廉,加上穩定性、耐熱度高,可加熱至600度甚至1200度,且能在無數次的加熱和冷卻循環下耗損率低,以及無毒、不可燃等特性,安全性高,是沙電池技術的常見基礎材料。

雖然名為沙電池,但材料不限於沙子,例如建築廢棄物產生的碎石或混凝土、工業副產品(爐渣、碎皂石)等都是絕佳的儲熱介質。

沙電池的運作原理!充、存、放三步驟

沙電池運作方式是將電力轉換為熱能,並儲存在一個以沙子或碎石為介質的巨大絕熱鋼製筒倉中,可想像成一個「超巨大保溫瓶」。

第一步〉儲能充電

主要在電價便宜或再生能源發電過剩時,利用這些電力透過「電阻加熱」的方式,將儲存介質如沙石加熱至攝氏500度儲存為熱能。

第二步〉保溫存放

再來,藉由保溫隔熱效果極佳的巨大鋼製筒倉,被加熱的沙石所蘊含的高溫熱能被牢牢鎖住保存,由於熱量流失率極低,這些能源可以安然存放數天、數月之久。

第三步〉取用放電

在需要供暖時(尤其在寒冷的季節),系統便會將儲存的熱氣導出,經由「熱交換器」來加熱管線中的水流。這些熱水隨後被配送至小鎮區域供暖管線網,最終送進家戶,提供穩定且環保的熱能。

而Polar Night Energy近期啟用了世界上最大規模的沙電池系統,在芬蘭南部小鎮波爾奈寧 (Pornainen) 打造一座高13公尺、寬15公尺的巨大筒倉, 總儲熱容量高達100兆瓦時 (MWh),足以滿足小鎮夏季一個月或冬季一週的供暖需求

Polar Night Energy使用的是碎皂石(crushed soapstone),取自芬蘭當地壁爐製造商 Tulikivi 的工業廢料, 相較沙子擁有更好的導熱性與儲熱能力,能夠更快速、更均勻地吸收和釋放熱能,提升充放電效率,也達到循環經濟的理念

這項計畫預計將使該鎮供暖系統的碳排放量減少近70%,並大幅降低對石油與木屑的依賴,成為邁向2035年碳中和目標的關鍵一步。

Polar Night Energy
Polar Night Energy在芬蘭打造的巨大儲能筒倉。
圖/ Polar Night Energy
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Polar Night Energy在芬蘭南部小鎮波爾奈寧打造的巨大筒倉,總儲熱容量高達100兆瓦時 (MWh)。
圖/ Polar Night Energy

沙電池成本遠勝鋰電池!5大優勢成為儲能界的潛力股

沙電池被視為新興的儲能方案,在於經濟效益高、使用壽命長、安全性高等5大優勢。

1. 經濟效益高: 使用沙石、工業廢料等地球上最常見且便宜的材料,每度電(kWh)的長期儲存成本遠低於鋰電池。

根據 Polar Night Energy 早期的沙電池原型估算,儲存成本約為每千瓦時25美元(約新台幣819元),而鋰電池的成本則高達每千瓦時115美元(約新台幣3,769元)。

2. 使用壽命長: 儲能過程僅涉及物理性的加熱與冷卻,幾乎沒有化學衰退問題。設施一旦建成,材料壽命可長達數十年,性能幾乎不減,大幅降低了長期的維護與更換成本。

3. 安全性高: 相較於主流的鋰離子電池,可能出現洩漏、燃燒等風險,沙電池本身無毒、不可燃、無腐蝕性且無爆炸風險,在運作上安全可靠。

4. 長期儲存熱能: 保溫絕熱設計能大幅降低熱量損失,可儲存長達數月,從儲存到回收的熱損失率也僅約10%至15%,具備高效能與低成本的雙重優勢。

5. 循環經濟: 材料可直接利用工業副產品或建築廢料,避免了開採鋰、鈷等稀有金屬所帶來的環境與人道爭議。

▶一起來測驗你是否了解沙電池原理!

能源儲存新浪潮,各國新創爭相發展熱儲能技術

除了 Polar Night Energy,蘇格蘭的 Sunamp、美國的 Electrified Thermal Solutions 與 Fourth Power 等多家新創公司,也正積極開發以鹽、磚塊、石墨塊等不同材料為基礎的熱儲存技術。

Polar Night Energy表示,他們的目標是將這項技術推向全球,並已在積極與國際夥伴洽談,同時也正在探索將儲存的熱能轉化回電力的可行性,為全球能源儲存開創新的可能性。

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資料來源:euro newsTechCrunchPolar Night Energy

本文初稿為AI編撰,整理.編輯/ 蘇柔瑋

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五十年零售老店的 AI 轉型:良興攜手 Data-DI,打造專屬 AI Agent 賦能組織升級與知識傳承
五十年零售老店的 AI 轉型:良興攜手 Data-DI,打造專屬 AI Agent 賦能組織升級與知識傳承

1973 年,良興從台北光華商場一間 50 坪的電子零件行起家,半個世紀後蛻變為年營收破十億、毛利率 18% 的全通路 3C 品牌。不過,伴隨規模擴張帶來的不只是成長,還有日益加劇的管理摩擦。門市遍布全台、品項高達近萬筆,加上跨部門協作頻繁,行政耗損與知識傳承的缺口,成為這家老字號邁向下一階段的隱形天花板。

良興總經理賴志達回顧,從電子零件跨入電商、從線下擴張到 OMO 全通路、再到會員深度經營,作為 3C 零售業者,良興每一波轉型都走在同業前面。「現在輪到 AI 了。如何做到人機協作、AI 賦能,就是良興第五波轉型的核心命題。」

AI 自動化,從行政細節釋放組織戰力

轉型需要夥伴,而賴志達評估合作夥伴的標準很明確:技術能力是基本,產業知識(Domain Know-how)的深度是關鍵,回饋速度更是最終決定因素。2025 年的未來商務展上,良興選擇攜手 Data-DI,看重的正是其「策略諮詢 + AI 產品 + 落地陪跑」三軌並行的實施能力。

很快的,良興與 Data-DI 合作的第一個專案,就落在最耗費人力、卻最常被忽視的環節:會議記錄。「會議如果沒有產值、沒有效果,對企業很傷!」賴志達說,他每天參加許多會議,但跨單位協作的會議記錄長期依賴人工聆聽與逐字整理,常出現人名誤植、決策遺漏、行動項目無人追蹤,讓會議效果大打折扣。

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良興總經理賴志達
圖/ 數位時代

為了解決會議記錄的痛點,Data-DI 業務副總包威棣指出,在導入工具以前,團隊須先釐清三件事:場景是否具備落地價值、哪些流程節點適合 AI 介入,以及以終為始地掌握客戶真正想要的輸出樣貌。這些看似基本的提問,都決定 AI 能否精準落地。

確認方向後,良興與 Data-DI 成功導入 AI 會議記錄自動化系統,透過模糊比對技術校正語音辨識誤差,並將生成的雙版本報告直接回存至既有資料庫,不僅將行政人員從重複性作業中釋放,也為後續的 AI 應用奠定扎實的系統整合基礎。

賴志達分享,現在他去外部開會也會用這個工具,運用 AI 把錄音轉文字、再整理成簡報,很快就能完成,更令外部夥伴驚艷。「我認為這是很成功的案子!也提醒想做 AI 的老闆們,與其急著搞大架構,不如先從小工具讓公司嘗試 AI,建立理解和認同。」

AI 把資深員工大腦轉化為資產

補完行政效率的缺口後,良興接著切入更深層的營運核心:知識傳承。過去,頂尖銷售經驗長期鎖在少數資深員工身上,新人培訓耗時三個月,員工離職即帶走知識資本。與此同時,網路資訊發達,消費者進店前早已掌握基本規格,3C 通路門市人員要如何發揮更多價值?「我要門市的人不是死背規格,而是面對客人時,能用客人能理解的方式對話。」賴志達說。

為此,Data-DI 協助良興建置 AI 門市教育訓練系統。系統透過六大自動化關卡,串接教材生成、審核上架、AI 銷售對練與成績回報,主管僅需在核心節點審核;員工透過手機語音對練,系統依口吻、專業度、回應力等維度自動評分。賴志達表示,目標是將新人培訓期縮短至一個月,讓數十年累積的銷售智慧轉化為可複製、可傳承的企業資產。

然而,要讓這套系統真正運作,得先解決兩個根本問題:資料從哪裡來?以及訓練如何更準確?

「以前大數據時代,講的是資料要大、全、細、實;現在 AI 要做到的是準(準確)、合(合乎場景)。」包威棣說。良興不同廠商提供的素材品質參差不齊,Data-DI 除了整合內部資料,也補充加入外部市場評測內容以填補空缺,再透過人員審核機制過濾雜訊,搭配 agent 架構的多層步驟與知識限定,確保系統能精準提煉對應品類的訓練素材。

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Data-DI 業務副總包威棣
圖/ 數位時代

賴志達則看得更遠:「這些教育訓練的內容,也將成為公司未來訓練機器人很好的原料。」

Data-DI 陪跑型顧問,帶領企業 AI 轉型

良興與 Data-DI 合作的兩個專案中,雙方共同克服了長提示詞邏輯混亂、AI 幻覺污染知識庫、逐字稿讀取逾時等技術難題。邁向下一步,賴志達表示,公司各部門很早就建置 Power BI 報表,但數據豐富不等於決策清晰。「數據是土壤,如果沒有梳理,就沒有用了。」因此,他的下一個目標是活化數據資本、推動行銷自動流,以精實的人力持續驅動成長。

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良興攜手 Data-DI 推動 AI 落地,以小步快跑模式為企業創造變革。
圖/ 數位時代

包威棣則從顧問視角歸納兩個觀察:AI 導入需要高層認同、由上而下推進,像賴志達這樣持續引領良興走在業界前端的決策者,就是不可或缺的推手;而單點工具的價值,終究要累積成組織體質的轉變才算真正落地。「就像會議記錄改變了會議當責的結構,人員訓練改變了知識傳承的方式。從點狀應用走向企業變革,這種決策思路才是 AI 真正深入落地產生價值的關鍵。」

最後,對於仍在觀望AI應用的企業,他則建議:「未來 AI 導致的落差只會愈來愈大,人會變成超級工作者,企業會變成超級企業。開始做就對了,先做一個三個月的小任務,降低落差、再急起追上。」從痛點切入、小步快跑,讓組織在實作中累積對 AI 的理解與信任,這正是 Data-DI 的陪跑哲學。

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