热泵替代方案？何时考虑为家庭安装蓄热电池 - 彭博社

插图：Petra Péterffy为彭博绿色频道绘制

当米歇尔·麦克莱门茨考虑更换她那台用了近二十年的燃油锅炉时，热泵似乎是个显而易见的选择。

她迫切希望让自己位于英格兰乡村的四居室住宅更加环保，因此新燃油锅炉根本不在考虑范围内。她也知道如果选择热泵，可以获得7500英镑（9700美元）的政府补贴。

但当她聘请承包商规划改造方案时，发现安装热泵需要对她家的管道系统和散热器进行昂贵的改造——前提是能先在房屋与篱笆间的狭窄空间里找到放置热泵外机的位置。她考察了两三种其他类型的电供暖设备，但对这些选项都不满意。

经过更多网上搜索后，她终于找到适合自己情况的绿色设备：蓄热电池。和热泵一样，它依靠电力运行，但能直接接入现有管道系统，轻松安装在储物间里。它还有个额外优势：可以储存能量供日常使用。

“对我来说，这绝对比我之前考虑的所有其他选择都要好，“麦克莱门茨说，她家还装有太阳能电池板和电动汽车充电器。两年前安装蓄热电池后，她对这一选择非常满意：“我一秒钟都没有后悔过。”

像在沃金汉姆Tepeo工厂生产的热能电池，设计初衷是为了能轻松安装进家用设备柜中。摄影师：Jose Sarmento Matos/彭博社热泵迅速成为政府与消费者试图摆脱家庭供暖依赖化石燃料的首选。这类设备效率极高且能保持空间恒温。但正如麦克克莱门茨与其他房主所发现的，它们并非总是最佳选择。若英国及其欧洲邻国要实现净零目标，就需要一系列方案以适应多样化的住宅类型，包括那些已存在百年以上、难以进行新技术改造的建筑。

英国约14%的碳排放源自家庭供暖。热能电池有助于降低这一比例。虽效率不及热泵，但安装更为简便。除供应热水与空间供暖外，它们还能通过吸纳富余可再生能源并适时释放，助力电网稳定。

但要产生实质影响，热能电池首先需提高普及率并增强公众认知。

何为热能电池？

天然材料是绝佳的热量储存体——想象烈日下暴晒的岩石，其蓄热可持续至夜晚。热能电池基于相同原理，但凭借高效材料制成，相比传统热水箱能在更小空间储存更多热量且持续时间更长。目前已在工业领域应用，用可产生蒸汽的加热砖块替代燃气燃烧器。

热泵与储热电池对比

两者都能降低电费账单，但实现方式截然不同。

来源：克里斯·菲尔波特绘制插图

麦克莱门茨安装的这款由英国公司Tepeo制造的设备，采用磁铁矿（一种可加热至800℃的铁矿石）作为储热介质，其40千瓦时的储热容量相当于英国家庭在最寒冷天气日均能耗的一半。另一家储热电池企业Sunamp与爱丁堡大学学者合作研发了专利储热材料Plentigrade——这种水合盐在吸热时由固态转为液态，释热时则逆向转化，其能量密度可达水的四倍。

与热泵相同，储热电池依赖电力运行。但不同于热泵通过风机系统搬运外界热量，储热电池直接将电能转化为热能存储。这类设备可替代家用供暖锅炉、热水器或同时取代两者。

Tepeo储热电池的核心组件摄影师：何塞·萨尔门托·马托斯/彭博社麦克莱门茨的系统包含两部分：价值9000英镑（约合11600美元）的储热电池（外形类似洗衣机，负责室内供暖）与独立热水箱。储热电池在夜间以英国电价三分之一的低谷电价充电，同时储存白天太阳能板产生的电能。

锂电池的替代选择

菲尔·沃德的公司爱斯基摩产品正在研发一种利用椰子油衍生物储热的新型电池。他表示，热电池不仅是燃气锅炉的替代品，更是锂离子电池的可行替代方案。

随着电动车辆和电子供暖日益普及，越来越多家庭开始储备电力。这些电池通过在无风无日照时提供储能，对稳定以可再生能源为主的电网也愈发重要。

“我们的目标是平衡电力供需波动，确保系统稳定运行，"诺丁汉大学可持续建筑设计教授马克·吉洛特解释道。

以热能而非电能形式储能有诸多优势。沃德指出：“首先成本显著降低”。据行业组织英国热能存储协会数据，家用热电池每千瓦时储能的成本仅为锂离子电池的四分之一。虽然这种方案可能不适用于需要制冷为主的温暖地区，但完美契合欧洲以供暖和热水为主的寒冷气候——英国约80%的家庭能源都消耗于此。

英国的解决方案

尽管政府提供了激励措施，但热泵在英国的推广仍举步维艰，四分之三的家庭仍在使用燃气锅炉。除了空间不足外，业主还需应对严格的规划法规，且安装过程成本高昂且复杂。

Johan du Plessis在Tepeo工厂。热电池采用广泛可获取的材料制成，比热泵更易安装。摄影师：Jose Sarmento Matos/彭博社不过截至目前，极少有英国人选择热电池作为替代方案。据英国热能储存协会数据，约2.5万英国家庭将其用于热水供应，依赖其同时提供热水和供暖的家庭不足1000户。

热电池制造商表示，要进一步打开市场，他们需要获得与热泵同等的政府补贴支持。虽然热泵通常比热电池更昂贵，但得益于政府补助，消费者实际支付费用更低。英国能源安全与净零排放部表示，政府正在测试热电池作为燃气供暖的替代方案，将于今年晚些时候公布评估结果。

Tepeo公司的首席执行官约翰·杜·普莱西斯估计，大约五分之一的英国家庭没有足够的合适外部空间来安装热泵。“我们必须为这些家庭提供解决方案，“他说。