蓄暑热供冬用新技术

诸平

Image showing heat loss from a house. New research on thermal energy storage could lead to summer heat being stored for use in winter. Credit: Active Building Centre, Swansea University

每年冬季到来年第一季度，许多地区需要供暖御寒，不仅消耗能源，而且排放温室气体，污染环境，导致气候变暖，海平面上升。据斯旺西大学（Swansea University）2022年3月3日报道，储存暑热以备冬用技术值得我们关注。上述图示是斯旺西大学积极建筑中心提供的显示房屋热量损失的图像。对热能储存的新研究可能会导致储存夏季热量以供冬季使用(New Technology for Storing Summer Heat To Use in Winter)。

资助研究可以削减开支和促进可再生能源的热能储存。可以将热量储存数天甚至数月的新技术，有助于向净零转变，是由斯旺西大学领导的一个涉及积极建筑中心研究计划(Active Building Centre Research Programme)的新项目的重点，该项目刚刚获得了 14.6万英镑（￡146,000）的资金。

英国商业、能源和产业战略部 (Department for Business, Energy and Industrial Strategy简称BEIS) 正在通过长期储能示范计划（Longer Duration Energy Storage Demonstration program）为该项目提供资金，该计划是 10 亿英镑（￡1bn）净零创新投资组合 (Net Zero Innovation Portfolio简称NZIP) 的一部分。

热能储存——储存热量以便在需要时可用——有可能减少飞涨的能源费用。它还解决了可再生能源的主要问题之一，即间歇性（intermittency）：风能和太阳能依赖于天气条件。热能储存意味着在可再生能源丰富时产生的多余能量可以储存和释放，以弥补未来的短缺。

名为 Adsorb的项目，是用于电网效益的高级分布式存储(Advanced Distributed Storage for grid Benefit），旨在展示一个模块化系统，该系统可以提高建筑物的能源性能并减少对国家能源系统的压力。该系统可以安装到新建物业中，也可以改装到现有物业中。

该团队将评估两种不同类型的先进热能储存技术，这两种技术都是由英国拉夫堡大学（Loughborough University）率先开发的。

第一个是热化学储存 (Thermochemical Storage简称TCS)，它可以提供数周甚至数月的储存，且热量损失为零。它的工作原理是从热泵、电加热元件或太阳能集热器等热源吸取热量，使活性材料脱水，从而为热储存器“充电”。充电后，系统可冷却至环境温度并储存能量。需要时，重新引入水分，然后释放热量供在家中使用。 

第二种技术是相变材料（Phase Change Material简称PCM）。这有可能以远高于传统技术的密度提供热能的日常存储。PCM 系统还采用了热源，这一次是为了加热化学储存器以将固体材料转变为液体形式。这样做的效果是将潜热储存几天。只需将较低温度的水泵入系统，即可释放储存的热量以提供热水或空间供暖。

与智能控制系统相结合，这些技术可以显著降低消费者账单并解决间歇性问题，促进可再生能源，并从英国能源供应中减少更多碳排放。

新资金将支持初步可行性研究，以评估这些技术的潜在好处。

积极建筑中心研究计划（Active Building Centre Research Programme）将与拉夫堡大学、谢菲尔德大学（University of Sheffield）和Mixergy公司合作。

与行业合作是该项目的关键要素。Mixergy公司在将学术界开发的创新技术商业化方面带来了宝贵的经验，但他们也拥有成熟的供应链和分销模式，可以帮助这些技术快速进入主流市场。

作为该项目的一部分，Mixergy团队为他们的智能分层家用热水箱开发、推出并发展了市场，还在研究如何将拟议的智能储热系统与现有的国内能源系统集成。

积极建筑中心研究计划（Active Building Centre Research Programme）的首席研究员阿赫桑·卡恩（Ahsan Khan）博士说：“如果没有储热方面的创新，热量的脱碳根本不会发生得足够快。因此，看到 BEIS 优先考虑这一关键途径，以及我们的储热团队发展工业合作伙伴关系以使这些技术成为现实，感觉就像我们迈向净零的道路上迈出了巨大的一步。”

英国政府部长格雷格·汉兹（Greg Hands）说：“推动能源存储技术的发展对于我们向廉价、清洁和安全的可再生能源过渡至关重要。这将使我们能够从我们本土的可再生能源中获取全部利益，降低成本并结束我们对不稳定和昂贵的化石燃料的依赖。通过这次比赛（competition），我们确保该国最具创新性的科学家和思想家得到我们的支持，以实现这一雄心壮志。”

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