熱儲(chǔ)能系統(tǒng)是未來(lái)規(guī)模儲(chǔ)能的中堅(jiān)力量，美國(guó)能源組織RMI旗下的Canary Media為我們帶來(lái)儲(chǔ)能之儲(chǔ)熱篇， 未來(lái)不僅電池可與儲(chǔ)存能量，還有一種稱為熱存儲(chǔ)的技術(shù)也可以完成這項(xiàng)工作，它甚至比鋰離子電池具有一些潛在優(yōu)勢(shì)。

長(zhǎng)期被忽視的儲(chǔ)熱系統(tǒng)可以在緩解太多人同時(shí)使用空調(diào)或加熱器時(shí)對(duì)電網(wǎng)造成的壓力，在面對(duì)日益極端的天氣下起到關(guān)鍵的作用。許多儲(chǔ)熱公司已經(jīng)通過(guò)利用廉價(jià)的正午太陽(yáng)能來(lái)凍結(jié)冰塊，然后在當(dāng)天晚些時(shí)候太陽(yáng)能停止發(fā)電時(shí)使用這些冰塊為建筑物降溫來(lái)應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，從而減少碳排放并使電網(wǎng)更同時(shí)高效。

圖片?幾十年來(lái)， Calmac（現(xiàn)在是暖通空調(diào)巨頭公司Trane的下屬公司）一直在商業(yè)上活躍，冷凍液體罐以幫助冷卻大型商業(yè)建筑。

(資料圖)

?Thule Energy Storage公司有大約1 , 500 “冰熊”裝置冷凍冰以冷卻房屋和小型企業(yè)。

?Viking Cold Solutions對(duì)冷藏倉(cāng)庫(kù)也采取同樣的措施，使它們更加節(jié)能，同時(shí)提高冷凍食品的質(zhì)量。

?成立五年的初創(chuàng)公司Nostromo Energy已在以色列運(yùn)營(yíng)其用于商業(yè)建筑的 IceBrick 產(chǎn)品兩年多；現(xiàn)在，它正在爭(zhēng)取美國(guó)能源部提供的1.89億美元貸款擔(dān)保，以便在南加州及其他地區(qū)的120 座建筑物中安裝它。

其他儲(chǔ)熱產(chǎn)品將熱量?jī)?chǔ)存在隔熱容器中，抵消了對(duì)電加熱的需求，而電加熱會(huì)加劇寒冷地區(qū)冬季電力需求高峰。（正如 Canary Media 報(bào)道的那樣，另一個(gè)嶄露頭角的群體旨在將熱存儲(chǔ)用于長(zhǎng)期網(wǎng)格存儲(chǔ)。）

熱存儲(chǔ)也比相對(duì)昂貴的鋰離子電池更具成本效益，鋰離子電池存儲(chǔ)電子以運(yùn)行加熱和冷卻過(guò)程（同時(shí)在此過(guò)程中損失一些能量，因?yàn)殡姵匦什桓撸ｋm然火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)使得鋰離子電池難以在密集的建筑物內(nèi)安裝，但冰塊不會(huì)著火。

然而，隨著鋰離子電池成為主流，儲(chǔ)熱技術(shù)卻難以起飛。業(yè)主只是覺(jué)得沒(méi)有必要轉(zhuǎn)移他們的供暖和制冷負(fù)荷，即使他們理論上可以在能源賬單上節(jié)省一些錢。幾年前對(duì)蓄熱行業(yè)的分析得出的結(jié)論是，尋找愿意接受的群體是個(gè)好主意。

由于聯(lián)邦政策的重大變化、技術(shù)進(jìn)步以及對(duì)建筑行業(yè)脫碳的日益緊迫性，以及隨著2023 年的到來(lái)，儲(chǔ)熱可能最終將起飛。我們可以分析其中關(guān)鍵的的五個(gè)原因。

1 . 儲(chǔ)熱現(xiàn)在有專門的稅收抵免

現(xiàn)在很少有能讓客戶的眼睛像看到 “優(yōu)惠40 %時(shí)睜的那么大！” 這得益于有史以來(lái)第一個(gè)聯(lián)邦投資稅收抵免，蓄熱公司可以提供這種誘惑。

去年的通貨膨脹減少法案為獨(dú)立存儲(chǔ)創(chuàng)造了新的聯(lián)邦稅收抵免。成熟的電池存儲(chǔ)市場(chǎng)將從中受益，但熱存儲(chǔ)倡導(dǎo)者與立法者合作，以確保法律規(guī)定熱存儲(chǔ)系統(tǒng)也符合條件。

對(duì)于符合美國(guó)國(guó)稅局最近制定的勞工標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目，基準(zhǔn)稅收抵免現(xiàn)在為30 % 。對(duì)于使用國(guó)內(nèi)內(nèi)容的項(xiàng)目，信用躍升至40 %（盡管該項(xiàng)目的規(guī)則仍在制定中）。

蓄熱是利用國(guó)產(chǎn)紅利的有力競(jìng)爭(zhēng)者。鋰離子制造業(yè)仍然主要集中在東亞；需要大量的資本投資和勞動(dòng)力發(fā)展才能憑空啟動(dòng)一個(gè)高檔鋰電池廠。但蓄熱器的組裝過(guò)程并不復(fù)雜，安裝成本也較低。

例如，諾斯特羅莫的“ IceBrick”是一種模塊化模塊，可以凍結(jié)冰以幫助商業(yè)空調(diào)系統(tǒng)，它已經(jīng)在加利福尼亞州的阿納海姆組裝。考慮到新的稅收抵免，Nostromo 宣傳購(gòu)買該系統(tǒng)的業(yè)主可以在五年內(nèi)收回投資。

2 . 儲(chǔ)熱產(chǎn)品體積越來(lái)越小，安裝也越來(lái)越容易

任何適銷對(duì)路的存儲(chǔ)產(chǎn)品都面臨的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)：如何在不占用太多空間的情況下提供收益，因?yàn)樵谏虡I(yè)房地產(chǎn)中，空間是非常寶貴的。以前大型水箱非常適合儲(chǔ)存熱能，但它們會(huì)占用寶貴的空間并且非常重，限制了它們?cè)诮ㄖ镏械奈恢谩?/p>

如今，緊湊型蓄熱器的數(shù)目雖小，但數(shù)量在不斷增加，它們可以更靈活地適應(yīng)未使用的空間。一些初創(chuàng)公司設(shè)計(jì)了一種熱存儲(chǔ)方案，通過(guò)將液體分散在一堆小容器中，對(duì)它去向減少了限制。

Nostromo 和 Viking Cold Solutions 等公司可以將熱電池放入閑置的角落和縫隙中。Thule 設(shè)計(jì)的 Ice Bear 產(chǎn)品適合較小的商業(yè)空間，并提供與家庭制冷系統(tǒng)連接的住宅產(chǎn)品。Calmac 是大型商業(yè)儲(chǔ)熱領(lǐng)域的先行者，它更新了冰罐，以占用更少的空間并更靈活地安裝。

3 . 削減峰值用電量的需求越來(lái)越迫切

隨著時(shí)間的推移，越來(lái)越多的計(jì)劃如雨后春筍般涌現(xiàn)，以獎(jiǎng)勵(lì)人們將用電量轉(zhuǎn)移到高峰時(shí)段以外，以此緩解電網(wǎng)壓力。

Thule 已經(jīng)安裝了1 , 500 個(gè)蓄熱單元，部分是通過(guò)與幾個(gè)不同的公用事業(yè)按需管理合作。其中許多位于加利福尼亞州，近年來(lái)熱浪期間的空調(diào)使用的需求幾乎多次中斷電網(wǎng)。當(dāng)極端天氣正在美國(guó)各地襲來(lái)時(shí)，每一次風(fēng)險(xiǎn)都讓人們意識(shí)到降低峰值負(fù)荷的必要性。

例如，夏威夷的新電價(jià)在高峰時(shí)段向客戶收取的電費(fèi)是太陽(yáng)能充斥電網(wǎng)的晴天時(shí)段的三倍。隨著越來(lái)越多的司法管轄區(qū)采用這種“智能”利率，建筑業(yè)主將看到更清晰的儲(chǔ)熱財(cái)務(wù)回報(bào)。

4 . 建筑業(yè)主感受到減少碳排放的壓力

如今，提高能源方面的的節(jié)省可能不是熱存儲(chǔ)的主要吸引力。相反，建筑商對(duì)顯著減少碳排放表現(xiàn)出了前所未有的興趣——這既是為了他們自己，也是為了幫助他們的客戶履行氣候承諾。

假設(shè)一家大型企業(yè)已公開(kāi)承諾實(shí)現(xiàn)凈零目標(biāo)，包括減少來(lái)自支持公司運(yùn)營(yíng)的供應(yīng)鏈的范圍排放量。現(xiàn)在這家公司需要向其供應(yīng)商詢問(wèn)有關(guān)其碳排放量的問(wèn)題。員工下榻的酒店、公司預(yù)訂的活動(dòng)場(chǎng)所、公司占用的辦公樓——所有這些都面臨著新的壓力，需要表明它們不會(huì)損害客戶在履行減碳承諾方面取得的進(jìn)展。

Nostromo首席執(zhí)行官Yoram Ashery說(shuō)，事實(shí)上，許多建筑業(yè)商現(xiàn)在將減少碳排放作為他們探索儲(chǔ)熱的主要?jiǎng)訖C(jī)。

“在經(jīng)濟(jì)上回報(bào)是合理的，但他們看到了戰(zhàn)略利益，而不僅僅是成本降低，”他解釋道。

5 . 更廣泛的建筑脫碳運(yùn)動(dòng)創(chuàng)造了對(duì)儲(chǔ)熱的新需求

蓄熱器將從建筑行業(yè)脫碳的新勢(shì)頭中獲益，這既受到企業(yè)氣候承諾的推動(dòng)，也受到加利福尼亞、紐約和華盛頓州等地日益強(qiáng)硬的建筑政策的推動(dòng)。

“讓一切通電”聚焦于從化石燃料供暖到高效電熱泵的轉(zhuǎn)變。當(dāng)時(shí)空調(diào)行業(yè)沒(méi)有受到太多關(guān)注，因?yàn)榭梢钥侩娏\(yùn)行。但在如果建筑行業(yè)從化石燃料供暖轉(zhuǎn)向電供暖，將在供暖需求高峰期給電網(wǎng)帶來(lái)巨大的新壓力。

事實(shí)上，隨著一些地方的建筑朝著100 % 無(wú)碳目標(biāo)邁進(jìn)，他們可能會(huì)發(fā)現(xiàn)如果沒(méi)有儲(chǔ)熱系統(tǒng)的幫助，這個(gè)目標(biāo)幾乎是不可能實(shí)現(xiàn)的。“儲(chǔ)熱是使建筑物和電網(wǎng)脫碳的必備條件，”Ashery 說(shuō)。

美國(guó)落基山研究所無(wú)碳建筑項(xiàng)目負(fù)責(zé)人布雷特·布里奇蘭 (Brett Bridgeland) 表示，隨著大型建筑實(shí)現(xiàn)電氣化，它們可以使用儲(chǔ)熱來(lái)減小空間和用水加熱所需安裝的熱泵的空間和成本。Bridgeland 指出，將熱泵的使用轉(zhuǎn)移到溫暖的白天可以讓熱泵更有效地工作，這樣建筑物就可以在陽(yáng)光明媚的時(shí)候儲(chǔ)存熱量，以便在寒冷的夜晚使用。總的來(lái)說(shuō)，使用蓄熱來(lái)減少峰值電力需求可以降低滿足電氣化城市建筑電力需求所需的電網(wǎng)投資；這可以降低建筑行業(yè)脫碳的社會(huì)成本。

建筑脫碳仍處于早期階段。但隨著越來(lái)越多的建筑必須消除碳排放——例如，紐約州要求其建筑到2050 年實(shí)現(xiàn)碳中和——儲(chǔ)熱可能會(huì)成為一項(xiàng)關(guān)鍵的支持技術(shù)。

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