地热储能系统如何最优地集成到当地的配热网？——以伯尔坦市为例的案例研究

实现净零排放目标需要逐步淘汰以化石燃料为基础的供热方式。其中一个主要挑战在于，可再生热源供给与需求之间存在季节性错位。配热网络通常在夏季处理多余的热量，而在冬季又依赖化石燃料备用。大规模热能储存系统通过储存夏季剩余热量以供冬季使用，从而减少对化石燃料的需求。本研究考察了位于瑞士仰致市的一个大型配热网络供热站处的大规模热储存系统的可行性。具体而言，研究探讨了地热储能系统在利用夏季储存的热量时，如何抵消冬孌的化石燃料供热需求。通过基于 Python 的多能源系统模型，我们在年尺度上以小时为单位模拟了地热储能系统在成本和排放方面的最优运行情况，同时考虑供需双方的约束。应用多目标优化方法生成帕累托最优解。结果表明，地热储能系统可消除8 GWh的燃气供热需求，并使余热利用率提高20%，从而降低排放。当结合配热网络的扩建时，该效果进一步提升，因为个体高排放的取暖器被取代为来自配热网络的低排放热源。本研究所述的发现可用于评估瑞士地区类似系统。