你知道熱量可以儲存，在最便宜或最高效時產(chǎn)生，然后儲存起來，等需要時再用嗎？

這種稱為“熱能儲存”的技術(shù)，使更多可再生能源能夠整合進電力系統(tǒng)，提升了工業(yè)和建筑應(yīng)用的靈活性。

在2025年12月10日的技術(shù)網(wǎng)絡(luò)研討會上，來自多家領(lǐng)先研究機構(gòu)的專家展示了不同歐盟項目的進展。

他們的研究展示了熱能儲存的變化：它曾經(jīng)只是一個簡單的“緩沖器”（如大型水箱），被動吸收或釋放熱量，如今正轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋�智能、可管理的系統(tǒng)（“主動資產(chǎn)”），利用人工智能和智能控制主動調(diào)整、平衡和優(yōu)化建筑物、電網(wǎng)和可再生能源的能源使用。

第一場演講介紹了一種利用鹽的技術(shù)——鹽在液態(tài)中可以儲存大量熱量！美國國家核物理研究所（INFN）的Francesca Valentini分享了氫氧化鈉——或稱“苛性鈉”——如何與液態(tài)或熔融鹽一起使用，在350°C以上安全儲存熱量。 為滿足低壓蒸汽產(chǎn)生的需求，團隊開發(fā)了一種通過3D打印制造的三層蒸汽發(fā)生器。一層專門的熱阻層作為熱閥，穩(wěn)定熔鹽與水的界面，防止鹽固化，同時避免過熱。模擬表明，這在真實的蒸汽條件下能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的熱傳遞，為工業(yè)熱能的經(jīng)濟脫碳提供了有前景的途徑。歐盟項目名為“工業(yè)過程低成本熔鹽熱能儲存”。

討論隨后轉(zhuǎn)向高溫金屬相變材料（PCMs）——用于改善熱元件與熱溶液（如散熱片）之間的熱傳遞，使熱元件能夠以較低溫度運行。這使得部件能夠在較低溫度下運行，從而提升速度，從而實現(xiàn)快速且靈活的蒸汽產(chǎn)生。弗勞恩霍夫UMSICHT研究所的Jonas Reinholz介紹了它們在工業(yè)釀酒環(huán)境中的應(yīng)用。金屬PCM在500°C以上具有高導熱率和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，解決了許多傳統(tǒng)鹽類的性能限制。研究人員利用先進的計算機建模和更簡單的模型，研究了隨著PCM從液態(tài)變回固體形態(tài)時，熱量隨時間的釋放方式：先在恒定溫度下釋放熱量，然后冷卻。實驗顯示，蒸汽加熱至純蒸氣（即“過熱蒸汽”）可在幾秒內(nèi)供應(yīng)，從而實現(xiàn)快速響應(yīng)峰值需求，提高鍋爐韌性，并為將蒸汽發(fā)電轉(zhuǎn)向可再生電力創(chuàng)造機會。該項目名為“工業(yè)過程蒸汽供應(yīng)——超動態(tài)熱能儲存系統(tǒng)的示范”。

準確、實時的熱存儲監(jiān)測仍是TES作為可控資產(chǎn)運作的核心挑戰(zhàn)。來自SPF-OST的Louis Desgrosseilliers代表BEST-Storage項目，展示了國際能源署新成立的工作組結(jié)果，該組將研究系統(tǒng)總?cè)萘恐袃Υ娴摹盁崃俊保芰浚┌俜直取此^的“電荷狀態(tài)（SoC）確定”�；趪H能源署早期的研究，本子任務(wù)探討了感知儲存、潛儲存和熱化學儲存系統(tǒng)的測量技術(shù)。研討會重點介紹的有前景方法包括熱膨脹測量、紅外發(fā)射分析、聲學飛行時間感測、電阻測量以及結(jié)合物理方程與測量數(shù)據(jù)的混合“狀態(tài)-觀察者”模型。盡管機器學習越來越多地用于檢測復雜模式和相關(guān)性，IEA任務(wù)47的工作組方法論強調(diào)需要透明、基于假設(shè)的模型，并能可靠地部署在標準工業(yè)控制硬件上。

最后一篇貢獻介紹了由瑞典皇家理工學院KTH領(lǐng)導的HYSTORE項目。研究人員Aditya Singh Suswal和Saman Nimali描述了他們?nèi)绾卫孟嘧儾牧蠈⒁环N稱為“RT57HC”的膠囊與熱泵集成，為建筑提供緊湊且靈活的熱能儲存。在受控實驗室環(huán)境中進行的廣泛測試使他們能夠追蹤儲存的熱能（焓）——高達45千瓦時，足以滿足家庭供暖需求。它能在非高峰時段快速儲存熱量，并在需要時釋放，符合正常的日常循環(huán)。他們發(fā)現(xiàn)流體的速度（流量）和起始溫度會影響熱量的釋放效果。該系統(tǒng)目前正在KTH實驗室安裝，將評估其在實際條件下的性能，包括用戶驅(qū)動的供暖需求、天氣變化和綜合控制策略。

綜合來看，這些項目展示了近年來TES創(chuàng)新的進步。先進的材料、數(shù)字監(jiān)測技術(shù)和實際演示項目正使TES成為推動靈活性、電氣化和脫碳的推動者。隨著歐洲向氣候中和能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型，這些發(fā)展表明，無論是通過熔鹽、金屬PCM還是建筑級PCM單元，熱能儲存將在支持工業(yè)性能和系統(tǒng)層面韌性方面發(fā)揮核心作用。

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