70,000立方米、温度为80-90ºC的热水:这就是丹麦为储存3,300,000千瓦时的可再生能源而想出的方案。

在能源领域之外尚不为人所熟知的一项技术上,丹麦处于领先地位:那就是所谓的“groplager”,即充满热水的大型热储存池。
这些储池可用于储存余热、太阳能或电力过剩的能量,旨在实现生产与消费的脱钩,并将热能供应转移到最需要或最经济的时候。

丹麦用于供暖的巨大储热池
最典型的案例位于哥本哈根东北部的霍耶塔斯特鲁普。那里有一座容积为70,000立方米的热水储罐,蓄热能力可达3,300兆瓦时。
该储罐并不连接特定的热源,而是与丹麦首都城市供暖网络的主输送管道相连,这样该管道中积累的多余热量就可以被储存起来,待其他供暖方式成本更高时再使用。
该系统的运作逻辑很简单:当电力价格较低时,区域供暖公司可以启动电锅炉或热泵来产生热水,然后将多余的热水储存在储罐中。之后,当能源价格上升时,这些储存的热量又会重新回到供暖网络中。
这种能量还可以来自太阳能、余热,或是用于驱动热泵或电锅炉的风能和太阳能过剩电量。在Høje Taastrup的储水系统中,水温大约在80-90度之间。
Aalborg CSP是一家专注于开发基于热储存的集成能源解决方案的公司,该公司认为这项技术为供暖企业带来了灵活性,因为它们能够在电价较低时储存热能,而在电价上升时使用这些热能。
该公司设计并提供基于大型热泵和热储存的集成能源系统的全套解决方案。实际上,这种储水系统就像一个热能电池,有助于平衡城市电网中的供需关系。

最大的技术挑战在于储水池的盖子。奥尔堡CSP公司为这种起隔热屏障作用的盖子申请了两种专利解决方案。该结构设计为允许蒸汽在隔热系统中上升,并被分成多个区域以承受沉积在表面的雨水和雪。在Høje Taastrup项目中,上层覆盖面积达11,000平方米,分为10个区域,每个区域都配有抽水井用于排出盖子上的水。该公司称,这种设计显著降低了热量损失以及运营成本。
这种沟渠式操作方式也打破了这些储罐数十年来遵循的传统模式——即夏季注水、冬季放水。在Høje Taastrup,操作人员每年大约进行30次循环操作,这样的频率不仅提升了投资回报率,还减少了热量损失,因为水在储罐内的停留时间更短。该公司表示,装卸循环次数越多,基础设施的回收期就越短。
奥尔堡CSP下一步计划是在储热池的顶盖上安装太阳能板。这样做的目的是让同一块土地实现双重用途:一方面用于储热,另一方面用于发电。这一方案符合高效能源基础设施的更广泛理念,即同一表面可承担多种功能,从而减轻对可用土地的压力。
瑞典对这项技术表现出浓厚兴趣
达拉纳大学的能源工程教授克里斯·贝尔斯指出,根据与哈尔姆斯塔德大学共同开展的研究,瑞典有200多座城市具备大规模储热的良好地质条件。
他补充说,该国绝大多数城市供暖网络在距离网络一定距离处都存在适合储热的区域,不过很多区域的规模过小,导致该方案无法实现盈利。在这种情况下,他说使用蓄热罐可能更为合适。他还指出,如果有群集式储热系统,连接其他热源(如当地工业的余热)会更为容易。