储能在能源转型中是什么地位，为什么要做跨季节储热，储热技术是否有经济可行性，效益如何？
近期，江亿院士在第二届城市能源规划高峰论坛上，作了关于“储能——的核心”的主题演讲，对以上问题进行了详细解答。
江亿院士指出：新能源系统与化石能源系统的本质区别在于储能，前者需通过储存平衡不可控的风光水电和余热，而后者可通过调控燃料实现源随荷变，储能成为零碳能源系统不可或缺的核心基础设施；储热与储电协同将支撑零碳能源系统，通过时空平移平衡风光电与余热的波动性，实现从荷随源变到储调节供需的转型。
1、能源转型的挑战与储能的核心地位
能源低碳转型的核心目标是构建以风光水核为主的零碳能源系统，面临三大关键任务：
解决风光电的间歇性问题需依赖新型电力系统的储存调节能力，推动工业、交通和建筑领域的全面电气化，以及为建筑和工业提供零碳热力。
余热资源如核电冷端、火电调峰、工业流程等是主要热源，但其地理分布不均、采集能力受限，且电力与热力供需存在季节性波动和日内不平衡。
新能源系统与化石能源系统的本质区别在于储能——前者需通过储存平衡不可控的风光水电和余热，而后者可通过调控燃料实现源随荷变。因此，储能成为零碳能源系统不可或缺的核心基础设施。
2、跨季节储热的必要性及优势
跨季节储热是破解余热利用与供热矛盾的核心手段。
若仅依赖冬季余热，67亿GJ的热量无法满足85亿GJ的年需求；而建设12至15亿GJ的储热库可实现全年供需平衡，总投资约一万亿元，但每年可减少500亿立方米燃气消耗，节省成本约1500亿元。
其核心优势体现在三方面：
第一，储热将热源设计从瞬态功率匹配最大负荷转为全年总量平衡，避免设置昂贵的调峰热源。实际案例中，配置储热后供热面积从140万平米增至560万平米，且无需燃气调峰锅炉。
第二，储热可替代调峰热源，直接根据负荷调整取热流量，显著提升供热可靠性。
第三，储热优化余热采集与输送效率。无储热时，余热系统需配套冷却设备且年利用率仅三分之一；有储热后可全年连续运行，投资回收期缩短至原三分之一。此外，储热可消纳春季弃风弃光电制热储存，预计2050年7000亿kWh弃电可转换10至15亿GJ热量，冬季供热同时缓解电网调峰压力。
3、储热技术经济性对比
储热设施性能取决于储放功率、容量和周期。长周期储热如置换式热水库单位投资仅4200元每千瓦热，折算为电力成本约2.1万元每千瓦，效率超百分之九十，远低于抽水蓄能等储电技术。
其优势源于大温差设计，如95摄氏度热水与20摄氏度冷水组合，以及低火积耗散特性。其他技术如相变材料储热品位效率不足百分之六十，土壤换热器热损失大导致效率约百分之七十，地下水回灌受地下流动影响效率仅百分之六十。
欧洲实践显示，丹麦水体蓄热和德国罐式储热均需辅助加热，而置换式热水库在斜温层控制和保温密封方面更具成熟度。
4、技术实施路径与工程实践
置换式储热水库是长周期储热的优选方案，需突破三大技术瓶颈：
一是通过末端吸收式换热或串接热泵将回水温度降至20摄氏度，扩大储热温差；二是强化顶盖保温与气密性，减少蒸汽泄漏热损；三是优化布水设计，采用浮动隔断层避免冷热掺混。
中国已开展工程实践，如赤峰千孔U型管地埋储热系统、中科院张北万平方米级储热水池、济南唐冶8.5万立方米置换库等，验证了技术可行性。
5、储热的多维效益与系统整合
跨季节储热可创造多重收益：替代调峰热源降低热源造价，解耦热电联产以热定电限制使其灵活参与电力调峰，并整合核电、工业、数据中心等余热构建区域供热网。
最终，储热与储电协同将支撑零碳能源系统，通过时空平移平衡风光电与余热的波动性，实现从荷随源变到储调节供需的转型。
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