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丹麦的某些方面是可持续的：丹麦区域供热行业的回顾
本文对丹麦区域供热进行了连贯的回顾，探索了过去、现在和未来的前景。丹麦区域供热在供热规划策略、技术解决方案和组合、能源效率和可持续性、所有权模式和融资方面在国际上独树一帜，从早期就吸引了世界各地区域供热社区和利益相关者的关注。从历史上看，禁止垃圾填埋场激励了垃圾焚烧，而热电联产厂的战略整合和工业废热的回收都提高了能源系统的能源效率。最终，这促使丹麦能源系统在世界能源理事会的能源三难标准排名中名列前茅。合作心态、福利国家价值观以及能源效率、可用性、独立性和可持续性的概念都是整个丹麦区域供热网络发展的关键。丹麦区域供热行业的其他独特之处包括大规模集体供热规划、强制连接、非营利原则、无论热密度如何，客户的价格大致相同，以及区域供热的平均价格相对较高。此外，区域供热知识中心还促进了区域供热技术和专门知识的全球出口。丹麦区域供热行业未来面临的挑战包括生物质进口依赖性增加、热电联产电厂在能源系统中的角色变化、向非燃烧供热的过渡以及单户住宅中单个热泵的竞争。然而，随着越来越多的可再生能源被整合到丹麦和国际能源系统中，未来的“智能”热网将日益促进行业耦合过程。
2021 年美国地热发电和区域供热市场报告
本报告为政策制定者、监管者、开发商、研究人员、工程师、金融家和其他利益相关者提供了最新信息和数据，反映了 2019 年美国地热发电和区域供热市场、技术和趋势。本报告分析了美国地热市场和行业的现状，包括发电和区域供热部门，并考虑开发发电项目。地热热泵虽然是更广泛利用地热资源的关键技术，但不在本报告的讨论范围内。此外，本报告评估了州和联邦政策的影响，介绍了地热开发的最新研究，并描述了美国地热市场和行业的未来机遇。
中国区域供热系统中的可再生能源和废热回收：系统评价
中国是全球最大的碳排放国和能源消费国，实现供暖行业脱碳是实现中国雄心勃勃的“双碳”目标的关键要素之一。目前，区域供热 (DH) 系统已覆盖中国北方约 88% 的城市供热区域。尽管如此，中国约 90% 的供暖需求仍然依赖于化石燃料。将可再生能源和废热源更大规模地整合到 DH 系统中对于实现中国整个供暖行业的脱碳至关重要。然而，要充分发挥其潜力，需要更深层次的理解。本文对中国 DH 系统中可再生能源和废热回收的现状、潜力和国家政策方案进行了深入研究。结合对国内外相关领域近期文献的批判性回顾，从科学研究和实际实施的角度讨论了趋势、挑战和未来前景。本文强调了区域供热中可再生能源和废热源的整合的协同作用、能源效率的提高以及通过实施第四代区域供热和智能能源系统使用热存储技术，从而提供更经济可行的前进道路。
实现建筑脱碳的独立电网可再生供热系统的最佳规模
由于全球变暖导致化石燃料的使用引起全球气候变化，大多数国家都致力于通过应用可再生能源减少温室气体排放。由于分布式和季节性供暖需求，供暖脱碳更具挑战性，特别是对于冬季寒冷的国家。电动热泵被认为是供暖行业脱碳的一个有吸引力的解决方案。由于电网供电的热泵可能会显著增加电网的电力需求，本文考虑使用本地可再生能源为热泵提供电力，这被称为电网独立的可再生供暖系统，包括光伏、风力涡轮机、电池储能系统和热能储存。本文研究了一个完整的可再生供暖系统 (RHS) 框架并确定了组件的尺寸以实现建筑供暖脱碳。分析了相应可再生组件安装容量下天然气消耗的减少与电池储能系统 (BSS) 要求之间的关系及其技术要求。然后，根据不同的投资方案，本文使用粒子群优化算法对 RHS 中每个组件进行优化尺寸计算，以找到最小化 CO 2 排放的解决方案。结果验证了具有最优尺寸的 RHS 可以最小化 CO 2 排放并降低天然气的运营成本。这项工作为如何投资 RHS 以取代现有的基于燃气锅炉和热电联产的供热系统提供了一种可行的解决方案。
带有钻孔季节性热能储存的区域供热制冷系统的设计优化
钻孔热能存储系统的优化设计可以确保满足其技术经济目标。当前的设计优化方法要么采用不适合数值优化的详细建模，要么使用不考虑操作条件的简化模型。本文提出了一种面向优化的模型和非凸优化公式，与文献中的其他研究不同，它可以考虑季节性存储大小和温度对其容量、损耗、传热速率以及连接热泵或冷却器的效率的影响。该方法应用于一个案例研究，考虑了两种情况：仅存储冷却产生的热量和集成太阳能热发电。结果表明，随着电力二氧化碳强度分布、冷却需求和碳排放价格等边界条件的变化，不仅最佳季节性存储规模会发生变化，其最佳运行条件也会发生变化。在标准边界条件下，二氧化碳排放量的潜在减少量有限（最多 6.7%），但冷却需求的增加和二氧化碳强度季节性变化的增强导致排放量减少 27.1%。太阳能发电的整合率进一步提高到43.7%，而年成本则略有增加，仅为6.1%。
丹麦马斯塔尔基于太阳能和季节性坑储的区域供热案例研究
增加 PTES 的规模可以大大降低成本。丹麦第一个大型（10,000 立方米）坑式储能示范系统位于 Marstal，其成本几乎是当今最大的季节性储能系统的三倍，后者于 2015 年在 Vojens 建成，成本仅为 24 欧元/立方米。建议在计算容量为 100,000 立方米或更大的坑式储能系统的成本时使用约 30 欧元/立方米的基准。 季节性储能是一种非常经济有效的方式，可以充分利用其他可再生能源产生的剩余电力。例如，风能每年平均为丹麦的发电量贡献了高达 40% 的电力 8，如果将这种丰富的间歇性能源与热泵的季节性储能相结合，则可以带来多重好处。 为了提高效率，最好通过热泵将季节性储能系统连接到区域供热网。这样可以降低全年的储能温度，从而减少热量损失。 对于太阳能区域供热厂的生产，配电网络的回水温度必须较低。解决方案可能是在消费者变电站安装较小的存储系统。
挪威社区案例研究
区域供热在向碳中和能源系统转变过程中发挥着重要作用，它能够利用原本会被浪费的热源来满足建筑物的供热需求。然而，许多可再生和剩余热源的可用性与供热需求相反，从而产生了对季节性热能储存的需求。本研究对挪威一个住宅区的供热系统进行了技术经济评估，该地区正在计划建立季节性储存系统来储存垃圾焚烧厂的多余热量。将季节性储存和低温区域供热相结合的供热解决方案与两种更传统的替代方案进行了比较：高温区域供热和直接电加热。研究表明，在假设的条件下，特别是在电力市场方面，季节性储存的成本并不是最优的；然而，与电加热相比，总成本仅高出 3%。季节性储存还可以减少冬季区域供热系统中峰值供热装置的使用，从而降低与热量生产相关的成本和排放，而区域供热本身对缓解电网压力有显著影响。投资低温或高温区域供热可使峰值电力需求减少 28%，季节性储能可使峰值供热需求减少高达 31%。此外，研究表明，冬季电价上涨和电网容量减少可提高该解决方案的经济可行性，并使其具有竞争力。© 2022 作者。由 Elsevier Ltd. 出版。这是一篇根据 CC BY-NC-ND 许可协议开放获取的文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。
可再生热能支持计划（SSRH）
- 供热服务 - 全部（包括旧部件，例如热辐射器） - 是否满足供热需求？ - 规划许可 - 企业本身 - 新的供热系统，包括锅炉房 - 建筑法规 - 明确适用的法规 - 安全系统 - 建筑法规 - 供应商指南 - 燃料储存 - 经营许可证（例如 Bord Bia、FSAI 等） - 环境许可 - 供热系统/燃料/排放的影响
区域供热故障检测和诊断的智能方法：当前趋势、挑战和机遇
摘要：本文全面介绍了区域供热系统中最先进的智能故障检测和诊断技术。维护高效的区域供热系统至关重要，因为故障会导致热量损失增加、客户不适和运营成本增加。智能故障检测和诊断可以利用人工智能或机器学习自动识别和诊断故障行为。在我们的调查中，我们回顾并讨论了过去 12 年发表的 57 篇论文，强调了最近的趋势，确定了当前的研究差距，讨论了当前技术的局限性，并为该领域的未来研究提供了建议。虽然人们对这个话题的兴趣越来越浓厚，而且过去五年也取得了很大的进步，但缺乏开源的高质量标记数据严重阻碍了进展。未来的研究应该旨在探索迁移学习、领域自适应和半监督学习，以提高当前的性能。此外，研究人员应该使用以数据为中心的方法来增加对区域供热数据的了解，为未来区域供热的故障检测和诊断奠定坚实的基础。
用于电动汽车供热的高性能固体介质储热系统：概念验证和实验测试
摘要：减少全球二氧化碳排放量需要采取跨部门措施来减少化石能源消耗并加强可再生能源的扩张。实现这一目标的一个要素是热能存储系统。由于它们具有时间解耦操作，因此可以提高各种工业和发电厂流程中的系统效率和灵活性。在电力和热力领域，此类解决方案已在商业上可用于大规模应用或专注于各种研发项目，但在运输领域则大多是新事物。通过将现有概念专门转移到电池电动汽车的供热要求，也可以在运输领域实现效率改进。其想法是通过先前电加热的热能存储系统在寒冷季节为车内提供所需的热量。因此，可以节省电池容量，并增加车辆的有效行驶里程。这一概念的基本先决条件是高系统存储密度和高性能，这必须与商用电池供电的 PTC 元件相适应。与大规模应用相比，这带来了新的挑战和设计解决方案，最终需要在车辆典型规格下进行概念验证和实验测试。首次开发并建设性地实现了一种基于陶瓷蜂窝、集成加热丝和双壁隔热储存容器的新型热能存储系统。该存储系统满足供热的所有要求，达到了高系统存储和功率密度，并且由于其高灵活性，允许双功能操作使用：循环存储和传统加热模式。在集中存储操作中，在充电期间通过加热丝电产生高温热量，并通过热辐射有效地传输到陶瓷蜂窝。在放电期间（驾驶），存储的热能由旁路控制系统用于在高热输出下在规定温度下加热内部空间。系统测量活动和成功的模型验证证实，充电期间电加热功率高达 6.8 kW，放电期间供热功率超过 30 分钟，热输出功率为 5 kW。尽管目前基础设施和试验台存在限制，但仍可达到 155 Wh/kg 的高系统存储密度，且放电出口温度恒定。与电池供电的加热系统相比，所开发的热能存储系统的实验结果证实，由于其高性能、操作灵活性和低成本材料，该系统具有出色的竞争力。