بر اساس گزارش کنسرسیوم خرده‌فروشی برق بریتانیا (BRC)، انتشار گازهای گلخانه‌ای از منابع گرمایشی را می‌توان تقریبا به طور مساوی بین گاز طبیعی که مسوول ۵۱‌درصد و گرمایش الکتریکی که مسوول ۴۶‌درصد انتشار است، تقسیم کرد. این اعداد شاخص روشنی از اتکای بریتانیا به سوخت‌‌‌های فسیلی برای برآوردن نیازهای گرمایشی خود هستند. با این حال، صنعت برق در بریتانیا در سال‌های اخیر کارآمدتر شده و به انرژی‌‌‌های تجدیدپذیر متکی است، به‌‌‌ویژه پس از حمله روسیه به اوکراین که عرضه انرژی در سطح جهان را مختل کرد و این امید را افزایش داد که این کشور بتواند زیرساخت‌‌‌های گرمایشی خود را کربن‌‌‌زدایی کند.

گزارش اقدامات اقلیمی BRC نشان می‌دهد که گرمایش از منابع گازی در این کشور چالشی برای کربن‌‌‌زدایی است، زیرا خرده‌‌‌فروشان با انتخاب‌‌‌های متعدد برای برق‌‌‌رسانی تاسیسات گرمایشی مواجه هستند. مرکز تحقیقات انرژی ‌بریتانیا (UKERC) دریافت که در حال حاضر ۴۵ تا ۴۷‌درصد از کل مصرف نهایی برق در این کشور برای مقاصد گرمایشی استفاده می‌شود که ۸۰‌درصد آن از سوخت‌‌‌های فسیلی تامین می‌شود. از این میزان ۱۸‌درصد گرمای تامین شده برای فرآیندهای صنعتی، ۶‌درصد برای فرآیندهای با دمای بالا، ۹‌درصد برای فرآیندهای دمای پایین و ۳‌درصد برای خشک کردن و جداسازی است.

در گزارش UKERC آمده است که به دلیل تغییرات فصلی زیاد در نیازهای گرمایش محیطی، پروفایل بار گرمایی سالانه ثابت نیست و پیک بار گرمایی زمستان چند برابر میانگین بار گرمایی سالانه است. اما ذخیره‌‌‌سازی انرژی حرارتی (TES) می‌تواند پاسخی به بسیاری از این چالش‌‌‌ها باشد و وسیله‌‌‌ای برای ذخیره گرمای تولید شده توسط طیف وسیعی از منابع ارائه می‌کند که بعدا می‌تواند برای برآورده کردن نیازهای یک شبکه انرژی مورد استفاده قرار گیرد. با توجه به اینکه بریتانیا مشتاق تغییر ترکیب انرژی و کارآمدتر کردن زیرساخت‌های برق خود است، TES ممکن است هنوز به عنوان یک فرآیند با پتانسیل بالا ظاهر شود.

فرآیندهای ناکارآمد

تحقیقات آکادمیک نشان می‌دهد که گاز طبیعی ۷۰‌درصد از کل گرمایش در بریتانیا را تشکیل می‌دهد و بیشترین سهم را در انتشار گازهای گلخانه‌‌‌ای دارد. گرمایش همچنین می‌تواند به طیفی از منابع مختلف انرژی حرارتی با دمای پایین، از جمله سیستم‌های مبادله حرارتی زیرساخت، متکی باشد. در نتیجه، با توجه به طیف وسیعی از سیستم‌ها و فرآیندهای گرمایشی در حال کار برای تامین گرمای ساختمان‌‌‌ها، بسیاری از زیرساخت‌‌‌های گرمایشی بریتانیا نسبتا متنوع است. سایر سیستم‌های گرمایشی نیز دارای معایب مشخصی هستند.

در گزارشی از سوی دولت بریتانیا آمده است که فناوری‌‌‌های مبتنی بر خورشید فقط می‌توانند در طول روز یا اوج تابستان‌‌‌ برق تولید کنند که همچنین به عنوان تکنیک‌‌‌های تولید گرما با محدودیت زمانی شناخته می‌‌‌شوند و اطمینان از عملکرد انرژی خورشیدی فراتر از این زمان‌‌‌ها می‌تواند نیازمند سرمایه‌گذاری و ساخت تاسیسات ذخیره‌‌‌سازی باتری باشد. در همین حال، سیستم‌های گرمایش منطقه‌ای، گرما را از یک منبع مرکزی از طریق شبکه‌ای از لوله‌های عایق به ساختمان‌های تجاری توزیع می‌کنند. به گفته آژانس بین‌المللی انرژی (IEA)، سیستم‌هایی که به منابع انرژی تجدیدپذیر متکی هستند، به طور کامل به سیستم‌های ذخیره‌‌‌سازی بزرگ نیاز دارند تا حجم انرژی‌‌‌های تجدیدپذیر و هدر‌رفته را در طول عمر عملیاتی خود نگه دارند.

پتانسیل ذخیره انرژی حرارتی

ذخیره‌‌‌سازی انرژی حرارتی می‌تواند به تحمل فشارهای اضافی در شبکه برق بریتانیا کمک کند و در مقایسه با الگوهای متنوع تقاضا برای تجهیزات حرارتی و سایر تکنیک‌‌‌های گرمایشی مبتنی بر برق، رویکردی جامع‌‌‌تر را به همراه داشته باشد. این فرآیند همچنین می‌تواند ذخیره‌‌‌سازی موردنیاز برای قابل دوام ساختن انرژی‌های تجدیدپذیر در تمام طول سال را فراهم کند. آژانس بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر (IRENA) گزارش می‌دهد که ذخیره انرژی حرارتی می‌تواند استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر را در سیستم‌های برق افزایش دهد. از دیدگاه صنعت برق، هر ساله سهم بیشتری از انرژی‌های تجدیدپذیر متغیر (VRE)، عمدتا فتوولتائیک خورشیدی و انرژی باد، وارد سیستم‌های برق می‌شوند. در گزارش «ایرنا» آمده است که در سال ۲۰۱۸ حدود ۱۰‌درصد از برق موجود در سیستم‌های انرژی جهانی از تولید VRE بود. همچنین این موسسه تخمین می‌‌‌زند که تا سال ۲۰۵۰، انرژی‌های VRE می‌تواند ۶۰‌درصد از تولید برق را به خود اختصاص دهند که به انتقال به یک ترکیب انرژی پاک مبتنی بر انرژی کمک می‌کند.

تغییرات اقلیمی و اهداف انتشار خالص صفر

بریتانیا قبلا تعهد خود را مبنی بر اتکای بیشتر به انرژی تجدیدپذیر تعیین کرده است و سرمایه‌گذاری در پروژه‌‌‌هایی مانند TES به این هدف کمک می‌کند. کواسی کوارتنگ، وزیر امور خارجه سابق این کشور در امور بازرگانی، انرژی و استراتژی صنعتی، در سال ۲۰۱۶ اظهار کرد: بریتانیا قبلا گام‌‌‌های جسورانه‌‌‌ای به سمت انتشار صفر خالص برداشته است، از جمله پایان دادن به فروش خودروهای بنزینی و دیزلی جدید تا سال ۲۰۳۰. گزارش اقدام اقلیمی BRC همچنین اشاره می‌کند که کاهش انتشار گازهای گلخانه‌‌‌ای از طریق سیستم‌های گرمایش محیط، مستلزم کاهش و مدیریت تقاضا از طریق ذخیره‌‌‌سازی گرما و کربن‌‌‌زدایی عرضه با جایگزینی سوخت‌‌‌های فسیلی با برق، سوخت و منابع گرمایی کم‌کربن است. در نتیجه، سرمایه‌گذاری در ذخیره‌‌‌سازی انرژی حرارتی و حذف منابع انرژی با کربن بالا، ابتکارات مرتبطی هستند و دستیابی به یکی، به احتمال زیاد، دیگری را محقق خواهد کرد.