储存热量本应是轻而易举之事。在成本低廉且高效的情况下,生产热量并将其储存起来以备后用,这才是明智之举。 提供这种技术的技术——即热能储存技术——正在不断发展。
例如,热泵就非常适合热能储存,因为它们可以利用多余的电力(例如在高峰期利用太阳能或风能)来高效地加热水或其他材料。这使得热量可以被储存在热水器或地下水箱中。
最近,由欧盟资助项目联盟组织的一次网络研讨会深入探讨了热能储存在建筑脱碳中的作用。 这些项目包括BEST-STORAGE、HYSTORE、ECHO和THUMBS-UP,其中后两个项目与欧洲热能协会(EHPA)合作。
此次活动由瑞典研究机构RISE的Emilia Pisani主持,与会者们对会议表示欢迎,并为一系列欧盟研究亮点和实践见解的丰富议程奠定了基础。 会议直接进入材料创新环节,来自TEKNIKER的Marta Hernaiz介绍了BEST-STORAGE项目的最新进展。她介绍了先进的相变材料(PCM)。这些物质在固态和液态之间来回转换时,能够储存和释放大量能量,例如石蜡或盐水合物。Hernaiz介绍了采用相变材料的新型冷藏解决方案,其性能优于传统的水基系统。
其目标是什么?更智能、更紧凑的低温储存系统,非常适合住宅制冷,并与冷水机组和热泵完美兼容。目前,两款新型原型机正在试运行,用于在6至12摄氏度的范围内储存冷能。这些系统具有更高的能量密度和更高的效率,有可能降低运营成本,同时提高冷水机组的性能。
随后,巴斯克城市毕尔巴鄂的一个案例研究展示了热能储存如何显著减少排放。对于一个供暖仍然依赖天然气满足高达80%需求的城市来说,变革的潜力巨大。
Tecnalia 公司的 Patxi Hernández 和 Arantza López 探讨了如何将热泵与 ECHO-TES 技术等创新型储能技术相结合,大幅减少运营排放,尤其是在电网进一步转向可再生能源的背景下。
他们的生命周期评估还强调,需要考虑制造和报废阶段的排放,而不仅仅是运营阶段的排放:这提醒我们,全面的可持续性意味着要放眼全局。
然而,在规模化方面,挑战依然存在。 热那亚大学的 Stefano Barberis 介绍了 THUMBS-UP 项目,该项目旨在将热能储存扩展到个人住宅以外的领域。
该项目正在开发新技术,这些技术有望实现高能量密度和灵活的应用,涵盖日常热管理到剩余可再生电力的利用。这些系统旨在与热泵无缝集成,为电网平衡和能源优化提供真正的潜力。
然而,高昂的前期成本和较长的投资回收期仍然是其广泛应用的障碍。这时,财政支持机制(例如意大利的可再生能源社区补贴计划)便能发挥作用,在某些情况下可将投资回收期缩短30%以上。
最后,来自R2M Solution的Marco Rocchetti将目光投向了更广泛的政策背景。作为HYSTORE项目的一部分,他的演讲探讨了热能储存对欧洲循环经济的贡献。
鉴于欧洲仍然严重依赖进口电池和能源技术的原材料,热能储存提供了一个战略机遇。通过设计可重复使用和回收的系统,欧洲可以减少对全球供应链的依赖,并提高其能源韧性,这在地缘政治不稳定时期尤为重要。
最后总结一下,热泵和热能储存不仅仅是技术上的匹配,它们对于打造更清洁、更循环、更灵活、更具韧性的欧洲能源系统至关重要。