储能蓄热:一种能源危机的解决方式

石油是全球最重要的能源,被称为第一能源。由于石油蕴藏量在全球分布很不均匀,所以石油问题往往会导致政治问题和军事问题。人类确实也非常担心“能源危机”,不过“能源危机”这一概念在不同人的眼里有着不同的深度;或者说,对石油的成因有两种理论,一种叫做“有机成因论”,另一种即“无机成因论”。

“有机成因论”认为石油是古生物遗体经漫长地质年代变化而形成的,需要几千万年乃至上亿年的时间,短期内不可能形成新的石油资源,所以“石油危机”总有一天会到来。“无机成因论”则认为石油的形成与地球内部的环境及化学反应有关:水在向地下渗透时被不断加热并与埋藏在深处的碳氢化合物反应,生成的有机化合物会渐渐聚集成石油。按照后者的观点,石油虽然被大量开采,但同时也在继续不断地形成。

能源的前途如何,目前尚说不好。因此很多科学家觉得不能坐等研究结果,而是应该同时实行“节能开源”。比如说人们也用石油来生产热能,于是有人想到,夏天,我们会觉得热能太多,不仅让人不舒服,而且总是埋怨能源来得不是时候。而到了冬天,人们往往又会想到,要是把去年的热量存到现在来用,该有多好。诸如此类的想法,不是没有道理的。现在已经有不少国家正在从事“储热到冬天”的工程。荷兰和德国在这方面跑在了前面。德国基尔的克里斯蒂安·阿尔布雷希特大学生态学家塞巴斯蒂安·鲍尔说:“迄今为止,德国的能量转换主要体现在电能及其储存上,大约有一半的能量被变成了热能。”如果把他的话做一番改写,也就是说,冷天用来取暖的热能主要是通过电或燃气转换而获得的。鲍尔及其团队因此主张平时将过剩的热能直接储存在海底,以供需要时调取。也就是说把海底作为热能、电能或其他能的储存器。

热能储存有两种方法,一是通过在海底的岩层或土层钻孔,钻孔深度在100米以上,将太阳能直接输送到海底储热室。第二种方法是将太阳能储存在地下水层,用太阳能收集装置(太阳能集热器)收集热能,并通过某种液体将热能输送到地下水层,需要时将这些被“下沉”的热量重新送到水面,整个过程的热量损失很小。根据上述理论,已经设计好了两个实验项目:在汉堡港的地下建一个热能储存室,估计在项目实施的中期,该储热室就能代替易北河畔的热电厂提供的热能。另外,科学家们早就看好了鲁尔区已经停产的煤矿,利用废矿井很容易在海底岩层中建立储热器。

据报道,荷兰已经在地下水系中建设了2000多个储热室项目,每个项目每年可节省200万千瓦的电能和30万立方米的燃气。

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