熱能儲存對于實(shí)現(xiàn)碳中和的重要性

熱能儲存對于實(shí)現(xiàn)碳中和的重要性

由于熱能儲存技術(shù)（TES）在協(xié)助向可再生能源轉(zhuǎn)變等重大轉(zhuǎn)型方面的作用，它成為支持碳中和的關(guān)鍵發(fā)展。

區(qū)域能源系統(tǒng)中的熱能存儲等舉措，為清潔和可再生能源矩陣的實(shí)現(xiàn)鋪平了道路。但TES解決方案的影響遠(yuǎn)不止于此，它解決了實(shí)現(xiàn)碳中和所需的一些關(guān)鍵障礙，包括提高效率和最大限度地減少能源損失。

熱能存儲技術(shù)：定義

熱能存儲技術(shù)是指能夠收集和積累熱能，以備將來使用的系統(tǒng)。

因此，TES技術(shù)可最大限度地減少某些流程固有的熱能損失，從而充分利用原本會浪費(fèi)的能源。熱能存儲技術(shù)的存儲周期可以是每日，也可以是每月或每季。

目前，已有多種技術(shù)正在實(shí)施和探索用于熱存儲，這些技術(shù)可分為以下幾類：SHS（顯熱存儲）、LHS（潛熱存儲）和TCHS（熱化學(xué)儲熱）。

熱能存儲技術(shù)能夠減少能源供需不平衡，同時還有助于部署某些本質(zhì)上具有間歇性的能源，包括許多可再生能源。此外，這些系統(tǒng)還有助于利用低品位廢熱。這些應(yīng)用使熱能儲存技術(shù)成為實(shí)現(xiàn)碳中和的核心。

熱能存儲技術(shù)在實(shí)現(xiàn)碳中和中的作用

雖然利用熱能的技術(shù)已經(jīng)存在了幾十年，如分層TES罐，但當(dāng)前對能源效率和可持續(xù)性的關(guān)注使人們對這些系統(tǒng)重新產(chǎn)生了興趣。

簡而言之，熱能存儲技術(shù)因其有助于回收熱能的能力而受到稱贊，否則這些熱能將會丟失。這反過來又成為實(shí)施某些碳中和措施的必要條件，包括從工業(yè)流程中回收熱能，以及啟用可再生能源。

根據(jù)國際能源署的《2025年凈零排放》分析報告，到2030年，二氧化碳排放量的大部分減少來自目前市場上已有的技術(shù)。然而，國際能源署也清楚，清潔能源創(chuàng)新方面需要實(shí)現(xiàn)重大技術(shù)飛躍。在此背景下，TES技術(shù)將成為新清潔能源矩陣中的重要組成部分，支持實(shí)現(xiàn)能源脫碳所需飛躍的關(guān)鍵里程碑。

了解碳中和

歐洲議會對碳中和的定義是，實(shí)現(xiàn)“碳排放和大氣中碳吸收之間的平衡”。

由于碳排放對大氣和溫度的影響備受關(guān)注，政府間氣候變化專門委員會（IPCC）等全球組織已將重點(diǎn)放在未來幾十年實(shí)現(xiàn)碳中和上。

雖然土壤、森林和海洋等某些資源可以充當(dāng)碳匯，但它們已被當(dāng)前的二氧化碳排放量所壓倒，到2022年，二氧化碳排放量將達(dá)到53.8億噸二氧化碳當(dāng)量，比2019年高2.3%，比2021年高1.4%。

這就是減少人為二氧化碳排放的重要性所在。雖然針對交通方式的措施也至關(guān)重要，但解決能源領(lǐng)域的排放問題因其巨大的影響而顯得尤為突出。。根據(jù)歐盟的數(shù)據(jù)，能源領(lǐng)域占碳排放總量的77%，其次是農(nóng)業(yè)（10.55%）、工業(yè)流程和產(chǎn)品使用（9.10%）以及廢物管理（3.32%）。因此，國際組織一致認(rèn)為，碳中和必須通過以下組合來解決能源問題：

供暖電氣化、實(shí)施循環(huán)能源模式，如利用余熱進(jìn)行區(qū)域供熱，或改造建筑物以提高能源效率等舉措，已經(jīng)朝著正確的方向發(fā)展。此外，清潔可再生能源的部署是這一轉(zhuǎn)變的核心：國際能源署的《凈零排放分析》預(yù)測，到2050年，全球90%的發(fā)電量將來自可再生能源，并預(yù)測可再生能源將“在全球二氧化碳減排中占最大份額之一”。

2022年，歐盟實(shí)現(xiàn)了23%的可再生能源份額，比2004年至2022年期間增長了一倍多。這些數(shù)字雖然令人鼓舞，但也表明必須加大努力。正如國際能源署的報告呼吁，“徹底改變我們生產(chǎn)、運(yùn)輸和消費(fèi)能源的方式”，熱能存儲技術(shù)是支持這一領(lǐng)域關(guān)鍵舉措的關(guān)鍵。

熱能儲存技術(shù)如何實(shí)現(xiàn)碳中和？

某些可再生能源，如風(fēng)能和太陽能，本質(zhì)上是間歇性的。熱能儲存技術(shù)通過允許利用這些資源來解決這個問題，而不管它們在需求時的可用性。

解決工業(yè)流程中的熱量損失，是熱能存儲技術(shù)的另一項重要貢獻(xiàn)。

TES技術(shù)與熱泵等適當(dāng)設(shè)備相結(jié)合，具有回收此類熱源的潛力。同樣，它們通過解決這種低品位廢熱能的不連續(xù)性來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，同時還解決了不同地點(diǎn)和一天中不同時間的供需錯位問題。

這是提高能源使用效率的關(guān)鍵舉措，也是實(shí)現(xiàn)碳中和的另一個關(guān)鍵要素。

作為高效區(qū)域能源計劃的一部分，熱能儲存是針對供暖和制冷脫碳的尖端解決方案的一個例子。考慮到國際能源署的數(shù)據(jù)表明，要實(shí)現(xiàn)碳中和，必須解決供暖問題，這是一個關(guān)鍵問題：到2022年，供暖行業(yè)占總能源消耗的一半，占能源相關(guān)二氧化碳排放量的38%。

在此背景下，TES技術(shù)允許采用更有效的供暖和制冷方法，同時還涉及可再生能源，并應(yīng)用循環(huán)模型。

例如，應(yīng)用于區(qū)域制冷，TES儲罐可以減少冷卻廠所需的容量，利用多余的冷卻能力生產(chǎn)來滿足峰值冷卻需求，并通過降低電力消耗來提高電氣效率。

熱能儲存技術(shù)的優(yōu)勢

總結(jié)

熱能儲存技術(shù)是一個不斷研究和技術(shù)進(jìn)步的領(lǐng)域，它推動著不斷的創(chuàng)新，朝著更具可持續(xù)性和成本效益的方向發(fā)展。

因此，實(shí)施TES解決方案的最佳方法是，找到能夠應(yīng)用熱能存儲系統(tǒng)設(shè)計的最佳實(shí)踐的合適盟友。

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