斯坦福大学的研究表明，"耐火砖"具有成本效益高的热特性，使其成为理想的能源储存解决方案，有可能以较低的成本加速全球向可再生能源的过渡。
根植于古老方法的耐火砖技术可通过为高温工艺储存可再生能源，大幅降低工业排放和成本，从而有效支持联合国 2050 年净零排放目标的实现。
根据斯坦福大学领导并发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS Nexus）上的最新研究，一种可以追溯到青铜时代的技术可以提供一种快速且经济实惠的方法，以支持联合国到 2050 年实现净零排放的目标。
这项技术是将吸热砖组装在一个隔热容器中，将太阳能或风能产生的热量储存起来，以便日后在工业生产所需的温度下使用。然后，在需要时，可通过"耐火砖"堆中的通道将热量释放出来，从而使水泥、钢铁、玻璃和造纸厂即使在没有风力和阳光的情况下也能利用可再生能源运行。
这些系统是一种热能储存形式，最近已有几家公司开始将其商业化，用于工业热能储存。这些砖块由与数千年前原始窑炉和炼铁炉内衬隔热砖相同的材料制成。为了优化储热而不是隔热，这些材料以不同的数量组合在一起。
电池可以储存来自可再生能源的电力，并根据需要提供电能以产生热量。该研究的主要作者、斯坦福大学多尔可持续发展学院和工程学院土木与环境工程系教授马克-雅各布森（Mark Z. Jacobson）说："耐火砖储存与电池储存的区别在于，耐火砖储存的是热量而不是电能，而且成本只有电池的十分之一。"材料也简单得多。它们基本上就是泥土的组成部分。"
许多行业的生产都需要高温热能。生产水泥的工厂温度至少需要达到 1300摄氏度（近 2400华氏度），生产玻璃、炼铁和炼钢的工厂温度需要达到 1000摄氏度（约 1800华氏度）或更高。根据雅各布森和合著者丹尼尔-桑博（Daniel Sambor）的计算，目前全球约有 17% 的二氧化碳排放来自燃烧化石燃料为工业生产提供热能。利用可再生能源生产工业用热几乎可以消除这些排放。
土木与环境工程博士后学者桑博说："通过以最接近最终用途的形式储存能源，可以减少能源转换中的低效率。在我们的研究领域中，人们常说'如果你想洗热水澡，就储存热水，如果你想喝冷饮，就储存冰块'；因此，这可以概括为'如果你需要工业用热，就把它储存在耐火砖中'"。
研究人员开始研究在 149 个国家使用耐火砖储存大部分工业过程热量的影响，假设未来每个国家都已过渡到使用风能、地热能、水电和太阳能等所有能源。这 149 个国家占全球化石燃料二氧化碳排放量的 99.75%。雅各布森说："我们的研究是首次将耐火砖作为解决方案的一部分，对可再生能源的大规模过渡进行研究。我们发现，耐火砖能够以更快的速度和更低的成本过渡到可再生能源，这对每个人的健康、气候、就业和能源安全都有帮助。"
在 2050 年 149 个国家全部使用可再生能源的假设未来中，研究小组使用计算机模型比较了两种方案所涉及的成本、土地需求、健康影响和排放。在其中一种方案中，耐火砖提供了 90% 的工业用热。在另一种情景中，工业生产过程中不使用耐火砖或其他形式的热能储存。在没有耐火砖的情景中，研究人员假设工业生产过程的热量将来自电炉、加热器、锅炉和热泵，并使用电池为这些技术储存电力。
研究人员发现，与不使用耐火砖储能的方案相比，使用耐火砖的方案可使 149 个国家的资本成本减少 1.27 万亿美元，同时减少对电网能源的需求和对电池储能容量的需求。
加快向清洁能源过渡的解决方案也与人类健康息息相关。先前的研究表明，燃烧化石燃料造成的空气污染每年导致数百万人提早死亡。雅各布森说："我们用电力取代的每一点燃烧燃料都会减少空气污染。由于高速转型的资金有限，整个系统的成本越低，我们就能越快地实现转型。"
雅各布森的职业生涯一直致力于了解空气污染和气候问题，并为国家、州和城市制定解决这些问题的能源计划。但他对耐火砖的关注相对较新，其灵感来自于他希望找到可以快速采用的有效解决方案。
"试想一下，如果我们提出一种既昂贵又困难的过渡到可再生电力的方法--接受者肯定寥寥无几。但是，如果这种方法比以前的方法更省钱，那么实施起来就会更快，让我感到兴奋的是，它的影响非常大，而我所研究的许多技术，它们的影响都是微不足道的。在这里，我可以从多个角度看到低成本带来的巨大效益，从帮助降低空气污染死亡率到使世界更容易过渡到清洁的可再生能源。"
编译自/scitechdaily