Sinds Finland de wens heeft geuit om toe te treden tot de NAVO heeft Rusland de gaskraan dichtgedraaid. Dat noodzaakt de Finnen om hun energievoorziening in hoog tempo te hervormen. De afhankelijkheid van fossiele brandstoffen moet omlaag en het aandeel van energie uit hernieuwbare bronnen zoals zon en wind moet omhoog.

Ze zijn al aardig op weg: zo’n 36 procent van de Finse elektriciteitsproductie komt al uit hernieuwbare bronnen. Waterkracht en windturbines leveren het leeuwendeel van de groene stroom.

In het hoge noorden is het een flinke uitdaging om het hele jaar door stroom op te wekken met water, wind en zon. Vooral rond de poolcirkel zijn de dagen ’s winters kort en de nachten lang. Het water is dan bevroren, er is weinig zon beschikbaar en de wind is meestal ook vrij zwak.

Twee Finse ingenieurs, Markku Ylönen en Tommi Eronen, bedachten een innovatieve oplossing voor dit probleem. Nee, ze bouwden geen enorme lithium-ionbatterij. Die zou veel te duur worden. Met hun bedrijf Polar Night Energy ontwikkelden ze een zandbatterij. De eerste accu levert bij wijze van proef warmte aan het stadsverwarmingsnet van het stadje Kankaanpäa in het zuidwesten van Finland.

De installatie in Kankaanpäa van 7 meter hoog lijkt op een graansilo en is gevuld met 100 ton gerecycled zand. Overtollige groene stroom wordt in de zandbatterij omgezet in warmte. Een computergestuurde warmtewisselaar verdeelt de warmte over de hele accu. Het zand warmt op tot 500 à 600 graden Celsius, en houdt die warmte desgewenst maandenlang vast. In de accu kan 8 megawattuur aan warmte worden opgeslagen, ongeveer tweederde van het jaarlijks aardgasverbruik van een huishouden. Maar de accu levert die warmte zo nodig het hele jaar, en wordt tussendoor ook weer opgeladen.

Ook in de Verenigde Staten doen wetenschappers onderzoek naar zandaccu’s. Hun ervaringen zijn eveneens positief. „Zand- en betonnen silo’s met vuurvaste isolatie zijn zeer goedkope materialen, die betaalbare warmte-opslagsystemen kunnen opleveren”, stelt Patrick Davenport van het Amerikaanse onderzoeksinstituut NREL.

Stroom terugleveren kan de zandaccu nog niet; het rendement daarvan zou dramatisch laag zijn. Markku Ylönen: „Daarvoor heb je turbines en meer complexe techniek nodig. Maar zolang we de warmte alleen als warmte gebruiken, blijft het heel eenvoudig.” Dan is het rendement ongeveer 99 procent.

Energiebedrijf Vatajankoski gebruikt de zandbatterij momenteel om restwarmte van een datacenter van 60 graden Celsius op te waarderen tot 75 à 100 graden voor het stadsverwarmingsnet. Die temperatuur is geschikt om tapwater, huizen, kantoorgebouwen en het lokale zwembad te verwarmen. „Ik denk dat het een succes gaat worden”, zegt Pekka Passi, directeur van Vatajankoski, op de BBC.

De zandaccu levert ook klimaatwinst op. Uit een Europees rapport blijkt dat wanneer de zandbatterij van Polar Night Energy over de hele wereld wordt ingezet bij bestaande stadsverwarming, de uitstoot van CO2 tegen 2030 met 57 tot 283 megaton daalt, oftewel met 0,17 tot 0,82 procent.

De batterij staat er sinds juni en is nu al flink opgewarmd, laat Markku Ylönen weten in een persbericht. „Ons systeem blijkt zelfs meer potentie te hebben dan we in eerste instantie hadden berekend. Dat was een positieve verrassing.”