蓄热和热泵将成为公用事业和用户的低成本调峰解决方案

与印度政府(www.npcindia.gov.in)我为能源工程师们举办了两次网络研讨会，讨论如何解决这个问题，帮助他们解决电网薄弱的问题。顺便说一下，读了Gretchen Bakke的《电网》，美国也有跟上需求的问题。当然，我所在的欧盟很久以前就加入了这个俱乐部。今天7月19日，我听到新闻说伦敦的最高气温超过了40°C，创下了历史最高气温纪录。

这将对电力需求产生什么影响?电网运营商对天气预报非常感兴趣。所以我想把这个建议放在这篇文章里可能是个好主意。

如果你是一个(大型)能源用户的决策者，或者你在一家公用事业公司工作，试图弄清楚如何应对需求峰值，你会有兴趣知道如何以较少的资金储存大量电力，但技术安全性、供应安全性和可持续性都很高。

今天，我们大多数人都认为电池是储存电能的唯一方式。你们中的一些人会反对:在重力中也有电储存，就像抽水，或飞轮。那么蓄热呢?这并不是一种存储电能的方法，事实上，将电能转换回电能形式并非易事，但再想想:有多少电能用于冷却?对美国来说，答案来自www.eia.gov．“2021年，住宅部门用于冷却的用电量约为2350亿千瓦时，相当于住宅部门总用电量的16%，占美国总用电量的6%。”为了整个世界，www.iea.org他写道:“使用空调和电风扇来保持凉爽占当今世界建筑总用电量的近20%。”这些统计数据有些不同，而且不包括工业使用的冷却。所以，也许所有的冷却加在一起需要近25%的电力，不幸的是，这不是一个恒定的电网负荷。我们知道公用事业公司很难处理峰值。

我提出像冷却这样的热过程与电存储的关系的原因是基于两个事实:

• 如果1/4的电力用于冷却，那么将这部分电力储存在电池或冷水(或冰)罐中，对电网来说也会有同样的好处;
• 热存储比电化学存储(电池)便宜得多，而且比锂或钴更容易找到水(热存储的好材料)。它也更具有可持续性。
• 热存储的优点还在于，能量已经以你想要的形式存在。如果是在电池中，你仍然需要一个(大)冷水机来满足一定的电力需求。我在Zwitserland的一家金属工厂遇到了一个例子，那里的冷水机不够大，无法在白天保持工厂的凉爽。因此，他们用这种冷却器用廉价的夜间电力给冰山“充电”(1400千瓦时)，并在白天加入冷却器。如果冷却器或电池出现问题，储存的电能就没有用处了。它离你需要的形式太远了。

我们怎样才能使这个想法有用呢?

热泵同时产生冷和热，只需要非常有限的电力。两者(热/冷)之一通常被丢弃(!)，但如果你能两者都使用，你就真的处于一个很好的情况。想象一个同时运行加热和冷却过程的工厂。想象一下，酒店或医院的空间必须冷却，客人需要淋浴，厨房需要热水。在这种情况下，1千瓦的功率热泵可以同时提供例如4千瓦的热量和3千瓦的冷却，因此是7倍的电力。你可以将热和冷都存储在不同的存储中，热泵将在它们之间工作。这将使你在不同的时间灵活地使用冷热。你可以在电力便宜的时候给这个耦合存储器充电。如果一个或另一个存储是满的，那么当然你必须丢弃冷或热与通常的热泵配置，但至少你可以尝试使它成为一个例外!

双蓄热泵也可与热电联产(CHP)相结合。

我个人在炎热的西西里岛(意大利)的度假家中尝试了这个概念，之前我试图找到一个迷你冷水机(水/水热泵)。我没有找到它，所以被迫转换一个标准的空调(空气/空气热泵)，并将使用两个1000升的冷热存储罐。

这个概念会对社会产生什么样的影响?

如果所有的电网运营商将他们的廉价电力(夜间、剩余的风能或太阳能)储存成一种可以作为商品出售的形式，会怎样?如果有大量的剩余电力定期可用，在冷热需求大而集中的地方，这将非常有效，这样热电网是可行的。

在广泛引入社会之前，这种存储概念可以开始的理想场景是冷热供应安全至关重要的地方，例如医院、生鲜食品行业或超市。在旅游业中，寒冷和炎热也是很重要的，就像我父母在去了一家热带酒店后告诉他们的那样，那里的窗户打不开。有了蓄热器，冷水和热水就可以使用了，即使有高热功率，只需启动几个泵和控制系统，这两个系统都需要很少的功率。在这些例子中，决策者更看重的是避免风险，而不是节省能源账单。两种条件都可以满足。

因此，让我们从示例项目开始，与真正需要这种解决方案的理想消费者合作，然后将其推广到更广阔的市场。有了这个概念，有这么多的能量可以以更好的方式管理，并将缓解电网。我会告诉你我个人对这个想法的认识。