美国能源组织RMI：储热系统未来终将腾飞

热储能系统是未来规模储能的中坚力量，美国能源组织RMI旗下的Canary Media为我们带来储能之储热篇， 未来不仅电池可与储存能量，还有一种称为热存储的技术也可以完成这项工作，它甚至比锂离子电池具有一些潜在优势。

长期被忽视的储热系统可以在缓解太多人同时使用空调或加热器时对电网造成的压力，在面对日益极端的天气下起到关键的作用。许多储热公司已经通过利用廉价的正午太阳能来冻结冰块，然后在当天晚些时候太阳能停止发电时使用这些冰块为建筑物降温来应对这一挑战，从而减少碳排放并使电网更同时高效。

几十年来，Calmac（现在是暖通空调巨头公司Trane的下属公司）一直在商业上活跃，冷冻液体罐以帮助冷却大型商业建筑。

Thule Energy Storage公司有大约1 , 500 “冰熊”装置冷冻冰以冷却房屋和小型企业。

Viking Cold Solutions对冷藏仓库也采取同样的措施，使它们更加节能，同时提高冷冻食品的质量。

成立五年的初创公司Nostromo Energy已在以色列运营其用于商业建筑的 IceBrick 产品两年多；现在，它正在争取美国能源部提供的1.89亿美元贷款担保，以便在南加州及其他地区的120 座建筑物中安装它。

其他储热产品将热量储存在隔热容器中，抵消了对电加热的需求，而电加热会加剧寒冷地区冬季电力需求高峰。（正如Canary Media 报道的那样，另一个崭露头角的群体旨在将热存储用于长期网格存储。）

热存储也比相对昂贵的锂离子电池更具成本效益，锂离子电池存储电子以运行加热和冷却过程（同时在此过程中损失一些能量，因为电池效率不高）。虽然火灾风险使得锂离子电池难以在密集的建筑物内安装，但冰块不会着火。

然而，随着锂离子电池成为主流，储热技术却难以起飞。业主只是觉得没有必要转移他们的供暖和制冷负荷，即使他们理论上可以在能源账单上节省一些钱。几年前对蓄热行业的分析得出的结论是，寻找愿意接受的群体是个好主意。

由于联邦政策的重大变化、技术进步以及对建筑行业脱碳的日益紧迫性，以及随着2023 年的到来，储热可能最终将起飞。我们可以分析其中关键的的五个原因。

1 . 储热现在有专门的税收抵免

现在很少有能让客户的眼睛像看到 “优惠40 %时睁的那么大！” 这得益于有史以来第一个联邦投资税收抵免，蓄热公司可以提供这种诱惑。

去年的通货膨胀减少法案为独立存储创造了新的联邦税收抵免。成熟的电池存储市场将从中受益，但热存储倡导者与立法者合作，以确保法律规定热存储系统也符合条件。

对于符合美国国税局最近制定的劳工标准的项目，基准税收抵免现在为30 % 。对于使用国内内容的项目，信用跃升至40 %（尽管该项目的规则仍在制定中）。

蓄热是利用国产红利的有力竞争者。锂离子制造业仍然主要集中在东亚；需要大量的资本投资和劳动力发展才能凭空启动一个高档锂电池厂。但蓄热器的组装过程并不复杂，安装成本也较低。

例如，诺斯特罗莫的“IceBrick”是一种模块化模块，可以冻结冰以帮助商业空调系统，它已经在加利福尼亚州的阿纳海姆组装。考虑到新的税收抵免，Nostromo 宣传购买该系统的业主可以在五年内收回投资。

2 . 储热产品体积越来越小，安装也越来越容易

任何适销对路的存储产品都面临的一个关键挑战：如何在不占用太多空间的情况下提供收益，因为在商业房地产中，空间是非常宝贵的。以前大型水箱非常适合储存热能，但它们会占用宝贵的空间并且非常重，限制了它们在建筑物中的位置。

如今，紧凑型蓄热器的数目虽小，但数量在不断增加，它们可以更灵活地适应未使用的空间。一些初创公司设计了一种热存储方案，通过将液体分散在一堆小容器中，对它去向减少了限制。

Nostromo 和 Viking Cold Solutions 等公司可以将热电池放入闲置的角落和缝隙中。Thule 设计的 Ice Bear 产品适合较小的商业空间，并提供与家庭制冷系统连接的住宅产品。Calmac 是大型商业储热领域的先行者，它更新了冰罐，以占用更少的空间并更灵活地安装。

3 . 削减峰值用电量的需求越来越迫切

随着时间的推移，越来越多的计划如雨后春笋般涌现，以奖励人们将用电量转移到高峰时段以外，以此缓解电网压力。

Thule 已经安装了1 , 500 个蓄热单元，部分是通过与几个不同的公用事业按需管理合作。其中许多位于加利福尼亚州，近年来热浪期间的空调使用的需求几乎多次中断电网。当极端天气正在美国各地袭来时，每一次风险都让人们意识到降低峰值负荷的必要性。

例如，夏威夷的新电价在高峰时段向客户收取的电费是太阳能充斥电网的晴天时段的三倍。随着越来越多的司法管辖区采用这种“智能”利率，建筑业主将看到更清晰的储热财务回报。

4 . 建筑业主感受到减少碳排放的压力

如今，提高能源方面的的节省可能不是热存储的主要吸引力。相反，建筑商对显着减少碳排放表现出了前所未有的兴趣——这既是为了他们自己，也是为了帮助他们的客户履行气候承诺。

假设一家大型企业已公开承诺实现净零目标，包括减少来自支持公司运营的供应链的范围排放量。现在这家公司需要向其供应商询问有关其碳排放量的问题。员工下榻的酒店、公司预订的活动场所、公司占用的办公楼——所有这些都面临着新的压力，需要表明它们不会损害客户在履行减碳承诺方面取得的进展。

Nostromo首席执行官Yoram Ashery说，事实上，许多建筑业商现在将减少碳排放作为他们探索储热的主要动机。

“在经济上回报是合理的，但他们看到了战略利益，而不仅仅是成本降低，”他解释道。

5 . 更广泛的建筑脱碳运动创造了对储热的新需求

蓄热器将从建筑行业脱碳的新势头中获益，这既受到企业气候承诺的推动，也受到加利福尼亚、纽约和华盛顿州等地日益强硬的建筑政策的推动。

“让一切通电”聚焦于从化石燃料供暖到高效电热泵的转变。当时空调行业没有受到太多关注，因为可以靠电力运行。但在如果建筑行业从化石燃料供暖转向电供暖，将在供暖需求高峰期给电网带来巨大的新压力。

事实上，随着一些地方的建筑朝着100 % 无碳目标迈进，他们可能会发现如果没有储热系统的帮助，这个目标几乎是不可能实现的。“储热是使建筑物和电网脱碳的必备条件，”Ashery 说。

美国落基山研究所无碳建筑项目负责人布雷特·布里奇兰(Brett Bridgeland) 表示，随着大型建筑实现电气化，它们可以使用储热来减小空间和用水加热所需安装的热泵的空间和成本。Bridgeland 指出，将热泵的使用转移到温暖的白天可以让热泵更有效地工作，这样建筑物就可以在阳光明媚的时候储存热量，以便在寒冷的夜晚使用。总的来说，使用蓄热来减少峰值电力需求可以降低满足电气化城市建筑电力需求所需的电网投资；这可以降低建筑行业脱碳的社会成本。

建筑脱碳仍处于早期阶段。但随着越来越多的建筑必须消除碳排放——例如，纽约州要求其建筑到2050 年实现碳中和——储热可能会成为一项关键的支持技术。