热能储存对于实现碳中和的重要性

热能储存对于实现碳中和的重要性

由于热能储存技术（TES）在协助向可再生能源转变等重大转型方面的作用，它成为支持碳中和的关键发展。

区域能源系统中的热能存储等举措，为清洁和可再生能源矩阵的实现铺平了道路。但TES解决方案的影响远不止于此，它解决了实现碳中和所需的一些关键障碍，包括提高效率和最大限度地减少能源损失。

热能存储技术：定义

热能存储技术是指能够收集和积累热能，以备将来使用的系统。

因此，TES技术可最大限度地减少某些流程固有的热能损失，从而充分利用原本会浪费的能源。热能存储技术的存储周期可以是每日，也可以是每月或每季。

目前，已有多种技术正在实施和探索用于热存储，这些技术可分为以下几类：SHS（显热存储）、LHS（潜热存储）和TCHS（热化学储热）。

热能存储技术能够减少能源供需不平衡，同时还有助于部署某些本质上具有间歇性的能源，包括许多可再生能源。此外，这些系统还有助于利用低品位废热。这些应用使热能储存技术成为实现碳中和的核心。

热能存储技术在实现碳中和中的作用

虽然利用热能的技术已经存在了几十年，如分层TES罐，但当前对能源效率和可持续性的关注使人们对这些系统重新产生了兴趣。

简而言之，热能存储技术因其有助于回收热能的能力而受到称赞，否则这些热能将会丢失。这反过来又成为实施某些碳中和措施的必要条件，包括从工业流程中回收热能，以及启用可再生能源。

根据国际能源署的《2025年净零排放》分析报告，到2030年，二氧化碳排放量的大部分减少来自目前市场上已有的技术。然而，国际能源署也清楚，清洁能源创新方面需要实现重大技术飞跃。在此背景下，TES技术将成为新清洁能源矩阵中的重要组成部分，支持实现能源脱碳所需飞跃的关键里程碑。

了解碳中和

欧洲议会对碳中和的定义是，实现“碳排放和大气中碳吸收之间的平衡”。

由于碳排放对大气和温度的影响备受关注，政府间气候变化专门委员会（IPCC）等全球组织已将重点放在未来几十年实现碳中和上。

虽然土壤、森林和海洋等某些资源可以充当碳汇，但它们已被当前的二氧化碳排放量所压倒，到2022年，二氧化碳排放量将达到53.8亿吨二氧化碳当量，比2019年高2.3%，比2021年高1.4%。

这就是减少人为二氧化碳排放的重要性所在。虽然针对交通方式的措施也至关重要，但解决能源领域的排放问题因其巨大的影响而显得尤为突出。。根据欧盟的数据，能源领域占碳排放总量的77%，其次是农业（10.55%）、工业流程和产品使用（9.10%）以及废物管理（3.32%）。因此，国际组织一致认为，碳中和必须通过以下组合来解决能源问题：

供暖电气化、实施循环能源模式，如利用余热进行区域供热，或改造建筑物以提高能源效率等举措，已经朝着正确的方向发展。此外，清洁可再生能源的部署是这一转变的核心：国际能源署的《净零排放分析》预测，到2050年，全球90%的发电量将来自可再生能源，并预测可再生能源将“在全球二氧化碳减排中占最大份额之一”。

2022年，欧盟实现了23%的可再生能源份额，比2004年至2022年期间增长了一倍多。这些数字虽然令人鼓舞，但也表明必须加大努力。正如国际能源署的报告呼吁，“彻底改变我们生产、运输和消费能源的方式”，热能存储技术是支持这一领域关键举措的关键。

热能储存技术如何实现碳中和？

某些可再生能源，如风能和太阳能，本质上是间歇性的。热能储存技术通过允许利用这些资源来解决这个问题，而不管它们在需求时的可用性。

解决工业流程中的热量损失，是热能存储技术的另一项重要贡献。

TES技术与热泵等适当设备相结合，具有回收此类热源的潜力。同样，它们通过解决这种低品位废热能的不连续性来实现这一目标，同时还解决了不同地点和一天中不同时间的供需错位问题。

这是提高能源使用效率的关键举措，也是实现碳中和的另一个关键要素。

作为高效区域能源计划的一部分，热能储存是针对供暖和制冷脱碳的尖端解决方案的一个例子。考虑到国际能源署的数据表明，要实现碳中和，必须解决供暖问题，这是一个关键问题：到2022年，供暖行业占总能源消耗的一半，占能源相关二氧化碳排放量的38%。

在此背景下，TES技术允许采用更有效的供暖和制冷方法，同时还涉及可再生能源，并应用循环模型。

例如，应用于区域制冷，TES储罐可以减少冷却厂所需的容量，利用多余的冷却能力生产来满足峰值冷却需求，并通过降低电力消耗来提高电气效率。

热能储存技术的优势

总结

热能储存技术是一个不断研究和技术进步的领域，它推动着不断的创新，朝着更具可持续性和成本效益的方向发展。

因此，实施TES解决方案的最佳方法是，找到能够应用热能存储系统设计的最佳实践的合适盟友。

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