在常規(guī)的短時(shí)儲(chǔ)能之外，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能憑借長(zhǎng)周期、大容量特性，在更長(zhǎng)時(shí)間維度上調(diào)節(jié)新能源發(fā)電波動(dòng)，在清潔能源過剩時(shí)避免電網(wǎng)擁堵，負(fù)荷高峰時(shí)增加清潔能源消納。
如何實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能？電化學(xué)儲(chǔ)能、抽水蓄能、儲(chǔ)熱等等諸多技術(shù)，哪一種更適合長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能？
在行業(yè)發(fā)展初期，各類儲(chǔ)能技術(shù)還未成熟的現(xiàn)在，以電儲(chǔ)能為主的大多數(shù)儲(chǔ)能技術(shù)難以滿足長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的需求。而地下儲(chǔ)熱因其高儲(chǔ)存效率和高儲(chǔ)存容量等優(yōu)點(diǎn)，成為了目前長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的首選技術(shù)。
地下儲(chǔ)熱技術(shù)簡(jiǎn)介
地下儲(chǔ)熱的理念是將地下水土作為儲(chǔ)熱介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)天乃至數(shù)月以上的長(zhǎng)時(shí)間熱能存儲(chǔ)。
眾所周知，不論季節(jié)和人類活動(dòng)如何變化，地下深處的溫度始終維持恒定，是長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)熱的天然熱池。而地下存在的含水層則可以為儲(chǔ)熱和供熱提供天然的介質(zhì)，因此，地下含水層儲(chǔ)熱是理想的大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)熱技術(shù)。
地下水儲(chǔ)熱并不僅僅是儲(chǔ)熱，還包括儲(chǔ)冷——在冬季，低品位的冷量?jī)?chǔ)存在含水層的冷側(cè)，同時(shí)將熱量從暖側(cè)抽走，夏季則相反，進(jìn)而通過熱交換器將熱量或冷量從地下水回路傳遞給用戶。
根據(jù)距離地表深度的不同，處于近地表的含水層為潛水含水層，地下深處則為承壓含水層。
對(duì)于潛水含水層的利用其實(shí)已很常見，從自古以來(lái)的挖井取水到近年來(lái)供熱行業(yè)火爆的水源熱泵，都是利用潛水含水層的水資源。而對(duì)于承壓含水層的利用則還處于早期的開發(fā)探索階段。
開發(fā)更深層的地下資源是否會(huì)需求更高的成本？從常識(shí)來(lái)講確實(shí)如此，但在地下水儲(chǔ)熱技術(shù)上則不然。
事實(shí)上，對(duì)于地下水儲(chǔ)熱而言，鉆探所需求的成本微不足道，更大的成本出儲(chǔ)熱效率方面。承壓含水層水壓高，受地表影響小，在儲(chǔ)水溫度、儲(chǔ)熱能力以及環(huán)保等各方面均優(yōu)于潛水含水層，是地下水儲(chǔ)熱的更優(yōu)選擇。
不僅如此，地下水儲(chǔ)熱極高的能效也是其重要的優(yōu)勢(shì)。熱泵憑借高能效成為電供暖的首選技術(shù)之一，地下水源熱泵的供熱能效比（COP）為4左右，供冷COP更能達(dá)到5，而地下水儲(chǔ)熱的供熱COP就能達(dá)到5左右，供冷COP甚至高達(dá)10~20。
可見，無(wú)論從開發(fā)成本到供熱能力上，地下水儲(chǔ)熱都具有強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，是未來(lái)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)熱技術(shù)的理想選擇。
國(guó)內(nèi)外地下水儲(chǔ)熱應(yīng)用現(xiàn)狀
地下水儲(chǔ)熱技術(shù)發(fā)展規(guī)模最大的國(guó)家當(dāng)屬荷蘭。憑借著歐洲地區(qū)發(fā)達(dá)的地下水脈，荷蘭從上世紀(jì)末期就開始大力發(fā)展地下水儲(chǔ)熱，如今地下水儲(chǔ)熱已成為荷蘭成熟、標(biāo)配的人工環(huán)境技術(shù)。
除荷蘭外，挪威、德國(guó)等多個(gè)國(guó)家也先后建設(shè)了地下水儲(chǔ)熱項(xiàng)目。
近年來(lái)，中國(guó)的地下水儲(chǔ)熱技術(shù)也取得了可觀的進(jìn)展。
2014年，襄陽(yáng)高新區(qū)檢察院項(xiàng)目成功應(yīng)用了地下水儲(chǔ)熱技術(shù)，是國(guó)內(nèi)首個(gè)將含水層地下儲(chǔ)熱國(guó)產(chǎn)化的成功案例，并在荷蘭含水層儲(chǔ)熱實(shí)施經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上有了新的技術(shù)突破；
2013年和2015年，上海地區(qū)的崇明島和鮮花港的農(nóng)業(yè)項(xiàng)目開展了含水層儲(chǔ)能技術(shù)的實(shí)施，在崇明島的流沙層土壤中成功實(shí)施了含水層儲(chǔ)能技術(shù)，為該技術(shù)在國(guó)內(nèi)的推廣提供了理論和實(shí)踐依據(jù)。
此外，在天津、南通等各地都有地下水儲(chǔ)熱相關(guān)項(xiàng)目的建設(shè)，為我國(guó)地下水儲(chǔ)熱技術(shù)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。
在未來(lái)清潔供暖需求日益增長(zhǎng)、可再生能源占比越來(lái)越大的背景下，地下水儲(chǔ)熱作為一種有著良好研發(fā)基礎(chǔ)的儲(chǔ)熱技術(shù)將發(fā)揮更大的作用。
