这家初创企业利用冰蓄冷热能存储技术为全球变暖降温

Nostromo’s ‘Icebrick’ ice thermal energy storage technology has the potential to cut both the environmental and financial cost of air conditioning for large commercial buildings.
Nostromo’s ‘Icebrick’ ice thermal energy storage technology has the potential to cut both the environmental and financial cost of air conditioning for large commercial buildings.Image: UNSPLASH/Ice
本内容由人工智能自动翻译。
  • 电网高峰用电需求中有很大一部分由空调驱动,尤其是在炎热气候地区;未来30年内,空调有望成为全球能源需求的主要驱动因素之一。

  • 冰的储能能力可以提供一种更高效、更有利于气候的制冷方式。

  • 这类冰蓄冷热能存储技术还能满足储存多余可再生能源的需求,以便在用电高峰时段平衡电网。

  • 其应用范围涵盖区域供热供冷以及发电。

冰的制冷特性无需赘述。但您是否知道,冰还能储存能量,并在此过程中帮助企业减少碳足迹?

电网高峰用电需求中有很大一部分由空调驱动,尤其是在炎热气候地区。据国际能源署称,过去二十年间,建筑制冷的能源消耗翻了一番,其中气温升高是主要驱动因素之一。

空调和电风扇约占建筑总能源消耗的五分之一。这相当于全球用电总量的十分之一。未来三十年内,空调有望跃升为全球能源需求的主要驱动因素之一——不仅限于中国和印度等炎热国家,全世界都是如此。

这些能源大部分被冷水机组消耗,冷水机组通过冷却水并将其泵入建筑物内以降低温度。这是一个高度耗能的过程,严重制约了我们降低能源使用量和碳排放的能力。

借助冰蓄冷热能存储技术,冰的储能能力可以提供一种更高效、更有利于气候的制冷方式。

全球空调需求增长情况。Image: 国际能源署

Nostromo的Icebrick冰蓄冷热能存储技术

这正是初创企业Nostromo推出的“Icebrick”技术的核心理念,该技术有望降低空调对环境和财务的成本负担,适用于大型商业建筑。

其原理十分简单:Icebrick在用电需求较低时(例如夜间,或太阳能和风电场等可再生能源电力过剩时)利用电力将水制成冰。白天,它通过融化冰块并将冷水泵入建筑物内来释放能量,直至傍晚时温度下降。

由此,它不仅减轻了空调高强度用电需求给电网带来的压力,降低了建筑业主的电费支出,还为原本可能被浪费的过剩可再生能源提供了存储方案。

储存过剩的可再生能源对于平衡可再生能源的间歇性特征至关重要,也是实现净零排放、遏制气候变化道路上的最大挑战之一。

可再生能源储存亟需加强

实现可再生能源的可调度性——即使在日照或风力不足时也能便捷地接入电网——对于保障能源安全和灵活性至关重要。这也意味着,我们可以更多地依赖可再生能源,而目前仍需依靠那些可以随时启停、以应对能源需求高峰的备用电源。

电池是储存低需求时段产生的过剩电力、并在需求高峰时释放电力的显而易见的选择。但它们无法独立发挥作用。因此,国际能源署在其《2050年路线图》中强调,有必要加快其他形式储能技术的开发与商业化进程。

其中之一是“电转X”(Power to X):即利用低需求时段的过剩电力,例如用于生产供工业使用的绿色氢气以及交通运输用氢,或如本案例所示,用于冰蓄冷热能存储(TES)。

冰蓄冷热能存储的应用。Image: 国际可再生能源署,2020年11月

来源:国际可再生能源署,2020年11月

推广冰蓄冷热能存储解决方案

Nostromo的Icebrick并非该领域的唯一解决方案,这反映出为应对储能挑战而开展的大量努力。热能存储解决方案涵盖供暖和制冷两种介质,可作为电力的临时存储设施。

该技术的应用也不限于商业建筑。热能存储可用于区域供热供冷、冷藏或冷冻产品运输(冷链),以及太阳能发电领域,其中熔盐储能已得到普遍应用。

国际可再生能源署(IRENA)强调了增加投资的必要性,以发展冰蓄冷热能存储技术,并采取措施推动此类解决方案的市场发展。

世界经济论坛正通过其UpLink平台专门设立的新技术创新板块为这些努力作出贡献,以草根创新和合作推动清洁能源转型。

但发展冰蓄冷热能存储技术只是问题的一个方面:更大的挑战在于,使此类新技术做好准备,以便能够大规模、快速地部署,从而应对气候变化。

授权与转载
世界经济论坛发布的文章,可依据《知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎4.0国际公共许可协议》以及我方《使用条款》进行转载。 本文所表达的观点仅代表作者个人立场,并不代表世界经济论坛的观点。