碳中和驱动的低碳能源系统转型中，储能技术开始扮演能源系统的重要角色。新能源发电的不稳定性需要储能来调节电网波动，各地新建新能源发电项目配置储能已经是电力行业的主要趋势。

在常规的短时储能之外，长时储能凭借长周期、大容量特性，在更长时间维度上调节新能源发电波动，在清洁能源过剩时避免电网拥堵，负荷高峰时增加清洁能源消纳。

如何实现长时储能？电化学储能、抽水蓄能、储热等等诸多技术，哪一种更适合长时储能？

在行业发展初期，各类储能技术还未成熟的现在，以电储能为主的大多数储能技术难以满足长时储能的需求。而地下储热因其高储存效率和高储存容量等优点，成为了目前长时储能的首选技术。

地下储热技术简介

地下储热的理念是将地下水土作为储热介质，实现数天乃至数月以上的长时间热能存储。

众所周知，不论季节和人类活动如何变化，地下深处的温度始终维持恒定，是长时储热的天然热池。而地下存在的含水层则可以为储热和供热提供天然的介质，因此，地下含水层储热是理想的大规模长时储热技术。

地下水储热并不仅仅是储热，还包括储冷——在冬季，低品位的冷量储存在含水层的冷侧，同时将热量从暖侧抽走，夏季则相反，进而通过热交换器将热量或冷量从地下水回路传递给用户。

根据距离地表深度的不同，处于近地表的含水层为潜水含水层，地下深处则为承压含水层。

对于潜水含水层的利用其实已很常见，从自古以来的挖井取水到近年来供热行业火爆的水源热泵，都是利用潜水含水层的水资源。而对于承压含水层的利用则还处于早期的开发探索阶段。

开发更深层的地下资源是否会需求更高的成本？从常识来讲确实如此，但在地下水储热技术上则不然。

事实上，对于地下水储热而言，钻探所需求的成本微不足道，更大的成本出储热效率方面。承压含水层水压高，受地表影响小，在储水温度、储热能力以及环保等各方面均优于潜水含水层，是地下水储热的更优选择。

不仅如此，地下水储热极高的能效也是其重要的优势。热泵凭借高能效成为电供暖的首选技术之一，地下水源热泵的供热能效比（COP）为4左右，供冷COP更能达到5，而地下水储热的供热COP就能达到5左右，供冷COP甚至高达10~20。

可见，无论从开发成本到供热能力上，地下水储热都具有强大的优势，是未来长时储热技术的理想选择。

国内外地下水储热应用现状

地下水储热技术发展规模最大的国家当属荷兰。凭借着欧洲地区发达的地下水脉，荷兰从上世纪末期就开始大力发展地下水储热，如今地下水储热已成为荷兰成熟、标配的人工环境技术。

除荷兰外，挪威、德国等多个国家也先后建设了地下水储热项目。

近年来，中国的地下水储热技术也取得了可观的进展。

2014年，襄阳高新区检察院项目成功应用了地下水储热技术，是国内首个将含水层地下储热国产化的成功案例，并在荷兰含水层储热实施经验基础上有了新的技术突破；

2013年和2015年，上海地区的崇明岛和鲜花港的农业项目开展了含水层储能技术的实施，在崇明岛的流沙层土壤中成功实施了含水层储热技术，为该技术在国内的推广提供了理论和实践依据。

此外，在天津、南通等各地都有地下水储热相关项目的建设，为我国地下水储热技术的发展奠定了良好的基础。

在未来清洁供暖需求日益增长、可再生能源占比越来越大的背景下，地下水储热作为一种有着良好研发基础的储热技术将发挥更大的作用。