Cát là một nguồn tài nguyên có rất nhiều trên thế giới từ các sa mạc rộng lớn ở Phi châu cho đến lượng cát nằm dưới các đại dương và sông ngòi. Dù phổ biến là vậy nhưng chúng không được khai thác một cách hiệu quả, nhất là loại cát tròn ở sa mạc. Một công ty khởi nghiệp trong ngành năng lượng của Phần Lan là Polar Night Energy vừa phát triển một phương pháp đầy sáng tạo để biến chúng thành một thứ thực sử hữu ích, đó là dùng cát để lưu giữ nhiệt năng và lượng nhiệt đó sẽ giúp sưởi ấm các cụm dân cư.

Tại thị trấn Pornainen ở phía nam nước này, Polar Night đã xây dựng một hệ thống “pin cát” thuộc hàng lớn nhất thế giới, với cấu trúc chính là một thùng chứa cát bằng thép có kích thước cao 13 mét và đường kính 15 mét. Cái bồn này không trực tiếp sinh ra năng lượng mà nó chỉ là nơi trung gian giữ nhiệt, còn năng lượng thì được lấy từ trữ lượng dư thừa của các nguồn tái tạo như điện gió và điện mặt trời.

Đầu tiên điện năng từ các tấm pin mặt trời sẽ được bộ gia nhiệt biến thành không khí nóng. Sau đó luồng khí nóng này được thổi qua các ống dẫn nhiệt đặt trong thùng chứa để nung nóng cát lên, với nhiệt độ tối đa 600 độ C. Vì cát rất ít dẫn nhiệt và bản thân cái thùng này cũng có 2 lớp thép, nằm kẹp giữa là một lớp chất cách nhiệt nên nó khó bị nguội và vẫn nóng như thế trong nhiều tuần liền. Theo ước tính thì tỷ lệ thất thoát năng lượng là 10%.



Một khi có nhu cầu sử dụng, một luồng không khí lạnh sẽ được thổi qua các ống dẫn nhiệt trong thùng này để thu nhiệt từ cát và nóng lên. Tiếp theo luồng khí nóng này được dùng để đun nước, tạo hơi nước hoặc sưởi ấm cho các căn nhà và công trình trong thị trấn. Công suất làm nóng của nó là 10 megawatt, nghĩa là có thể tạo ra dòng khí nóng từ 60-400 độ C.



Hệ thống này có một số lợi thế như tận dụng cát thuộc nhiều loại khác nhau từ cát sa mạc cho tới cát biển - đó là một nguồn tài nguyên rất an toàn mà lại rẻ, không sợ cháy nổ và cũng không xả khói thải. Nhưng nó có nhược điểm là phụ thuộc vào năng lượng tái tạo, vốn chỉ có thể tạo ra nhờ ánh nắng và sức gió, nên khả năng cung ứng của nó chỉ giới hạn ở các khu dân cư nhỏ và chỉ là giải pháp bổ sung chứ không phải nguồn cấp chính.

Chính vì lệ thuộc vào điện mặt trời, cách sử dụng “pin cát” hợp lý nhất là lưu trử vào mùa hè đến mùa đông mới dùng. Polar Night đang nghiên cứu việc cải thiện khả năng giữ nhiệt của nó, như tăng độ xốp của cát trong thùng sao cho không khí được tỏa đều trong lớp cát và thêm vào các lớp cách nhiệt kim loại.