4、熱泵

(1)技術(shù)現(xiàn)狀。隨著部署的增加，熱泵技術(shù)正成為使供熱和制冷脫碳的能源組合的基石。同時(shí)，熱泵也是提高白色家電甚至電動(dòng)汽車能效的首選技術(shù)。除了利用可再生能源，當(dāng)前的熱泵技術(shù)可以利用工業(yè)余熱、建筑和工業(yè)過程中的廢氣等。將儲(chǔ)熱集成到熱泵系統(tǒng)中可以彌補(bǔ)能源生產(chǎn)和消費(fèi)的時(shí)間差。熱泵系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)50-70℃的溫差，將多個(gè)壓縮機(jī)組合則將克服更大的溫度差，從而將源頭溫度提升至需要的水平。壓縮循環(huán)熱泵(電驅(qū)動(dòng))將低溫可再生熱能轉(zhuǎn)化為高溫?zé)崮堋�熱�?qū)動(dòng)熱泵(如吸附式冷卻器)基于熱吸附循環(huán)，利用廢熱或可再生熱能進(jìn)行制冷，其性能提升可實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)溫度高達(dá)250℃。工業(yè)熱泵通常供應(yīng)溫度水平在30-50℃或55-65℃的熱量，當(dāng)前研究目標(biāo)是提供溫度為200-250℃的熱量。熱泵技術(shù)的創(chuàng)新和研究正專注于改進(jìn)組件、產(chǎn)品和系統(tǒng)，而新技術(shù)(如磁熱泵)尚處于概念/實(shí)驗(yàn)階段。

(2)開發(fā)潛力。用熱泵代替化石燃料鍋爐可以節(jié)省約50%的一次能源，用熱泵替換電加熱系統(tǒng)則可節(jié)省2/3-3/4的終端或一次能源。從系統(tǒng)角度來看，熱泵的節(jié)能潛力更大，將高效熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中的鍋爐替換為熱泵，還可使廢熱能夠用于區(qū)域供熱系統(tǒng)，將地?zé)峄蛱�陽能用于熱泵則可為熱泵創(chuàng)造更好的部署機(jī)會(huì)。

5、儲(chǔ)熱

(1)技術(shù)現(xiàn)狀。在目前各種儲(chǔ)熱技術(shù)中，采用水作為儲(chǔ)熱介質(zhì)的顯熱存儲(chǔ)技術(shù)最簡單、成本最低，廣泛用于住宅、區(qū)域供熱和工業(yè)，采用液體和固體介質(zhì)的地下顯熱存儲(chǔ)也是常用的大規(guī)模儲(chǔ)熱方式。潛熱存儲(chǔ)方式能量密度更高，存儲(chǔ)溫度范圍更廣且可用于制冷。熱化學(xué)存儲(chǔ)基于放熱和吸熱的可逆化學(xué)反應(yīng)，理論存儲(chǔ)密度比水基儲(chǔ)熱系統(tǒng)高十倍，且沒有熱量損失，但該技術(shù)較新，尚需開發(fā)各種適用于市場的產(chǎn)品。地下儲(chǔ)熱主要用于平衡季節(jié)性供需，還可儲(chǔ)存中溫余熱，提高可再生能源和廢熱的利用率以及能源系統(tǒng)的靈活性。

(2)開發(fā)潛力。未來將進(jìn)一步開發(fā)或改進(jìn)大規(guī)模儲(chǔ)熱技術(shù)，包括：長壽命、低成本的耐高溫襯里材料;不同地質(zhì)環(huán)境下大容量、深坑或儲(chǔ)罐存儲(chǔ)的施工技術(shù);可降低熱損失并提高存儲(chǔ)性能的隔熱材料和技術(shù);浮式或自帶蓋子的結(jié)構(gòu)，可有效利用儲(chǔ)罐的頂部空間;改進(jìn)系統(tǒng)集成、液壓和控制，以優(yōu)化系統(tǒng)性能;開發(fā)工作溫度在5-15℃的相變材料，將冷庫集成到冷卻系統(tǒng)中;開發(fā)集成熱交換器的儲(chǔ)罐，縮小儲(chǔ)罐體積并提高能量傳輸率，如使用納米相變材料;通過材料開發(fā)(如中孔材料和復(fù)合材料)和組件優(yōu)化等，降低技術(shù)成熟度達(dá)到5-6級的緊湊型儲(chǔ)熱技術(shù)的成本;開發(fā)測試和評估方法，并將材料整合到反應(yīng)器組件中;開發(fā)新型傳感器技術(shù)以優(yōu)化控制;進(jìn)行下一代緊湊型儲(chǔ)熱技術(shù)的示范;開發(fā)新型相變材料和鈦復(fù)合材料、反應(yīng)器和系統(tǒng)集成技術(shù)，用于工業(yè)中、高溫儲(chǔ)熱。