含水層熱能儲存技術ATES：比再生能源更穩定的替代方案

編譯／高晟鈞

根據統計，全球總能源需求的12%來自家庭和企業中冷暖器的使用。因此如何使用天然能源維持冬暖夏涼的適宜室溫，便成了科學家們迫切研究的難題之一。

一種名為含水層熱能儲存（ATES）的技術走入了科學家們的視野。「有了ATES，科學家們可以存儲大量的能量，並且保存很長的一段時間。另外，ATES也可以在不增加電網負擔的情況下，滿足供暖和製冷的能源需求。」第一作者ATD Perera說。

這項研究於近期發表於Applied Energy上，說明如何利用ATES與像是風力發電、太陽能發電等可再生能源系統的結合，結束我們對化石燃料備用電源的依賴，啟用完全由可再生能源構成的電網系統。

ATES含水層熱能儲存技術，使用天然存在的地下水來儲存能量，用以加熱或是冷卻建築物，通過與太陽能和風能結合，有望成為溫度調節的最佳選擇。更簡單來說，ATES是利用水的吸熱特性和地球的自然地質特徵，在夏天時抽取地下水到地表吸收熱能後，重新輸入回地下水進行儲存。有鑒於地球是個天然的絕緣體，加熱後的地下水可以儲存至冬天，再運送回地表進行建築物的加熱。相反地冬天時則可以將地下水收出，進行冷卻和儲放後，於隔年夏天時進行環境冷卻。

根據實驗評估，ATES的效能可以有效減少高達40%的石油產品消耗，但需花費比現有的儲能技術高15-20%的成本。但相比地上水箱或是其他儲存系統，ATES不需要額外的空間，就可以更高效地用於大型社區的製冷與地球土壤的供暖。

另外，隨著極端氣候在未來幾年更加頻繁，ATES也是有效應對熱浪期間所造成的停電的方法之一，因為ATES的驅動需要的電力比空調少得多，因為它只需要足夠的能量抽水即可。

整體而言，ATES的技術雖尚未廣泛使用，但已展現出足夠的潛力，並且獲得國際認可。通過與其它可再生能源的結合，完全由可再生能源形成的電網指日可待。

資料來源:TechXplore

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