地熱儲能技術，一種以地下流體為媒介、借助多孔介質空間實現能量存儲與釋放的創新型能源利用方式，正逐步成為全球能源領域的研究熱點。自20世紀六十年代起步以來，該技術不斷演進，針對不同行業的能源需求與減排目標，構建起涵蓋多種熱載體、儲能規模及方式的技術體系。其核心理念已從單一的“地球電池”儲能模式，拓展為“地球充電/熱寶”多能互補的儲供能系統，憑借“規模大、應用廣、跨季節、成本低”的顯著優勢，展現出強大的技術實用性與廣闊的發展前景。
地熱儲能的運作機制涉及熱傳導、對流換熱、熱彌散、熱虹吸效應及物理化學作用等多重物理過程，并通過流體與巖石間的熱—流—固耦合作用，實現能量的地下儲存、傳遞與轉換。這一過程的效率與效果，高度依賴于流體—巖石的相互作用模式及儲能方式的選擇。研究表明，儲熱層內流體類型越復雜，涉及的傳熱機理越多樣，對技術設計與優化的要求也越高。例如，儲熱層的孔隙度、滲透率、厚度、各向異性及非均質性等參數，會直接影響其儲熱規模與效率，因此在選址時需綜合考量儲熱層性質、熱載體特性及地面熱源的匹配度。
目前，全球范圍內已有多項地熱儲能項目進入試驗階段，重點探索工業余熱及可再生能源的地熱化存儲路徑。這些項目通過將廢熱或清潔能源注入地下儲熱層，實現能量的跨季節存儲與按需調用，不僅提升了能源利用效率，還為能源系統的穩定供應提供了新方案。例如，某些項目利用地下含水層作為天然儲熱庫，通過循環流體實現熱量的存儲與釋放，成功驗證了技術在實際場景中的可行性。
盡管地熱儲能技術潛力巨大，但其發展仍面臨多重挑戰。從儲熱機理層面看，如何優化流體—巖石的相互作用、提升熱傳遞效率，是當前研究的重點。技術突破需聚焦于與碳捕集、利用與封存（CCUS）技術的協同，以及與風、光、電等可再生能源的聯合存儲與利用。例如，開發隔熱性能優異的地下空間、研發高性能熱能載體、攻克防堵塞與腐蝕技術等，均為未來研究的關鍵方向。作為現有能源體系的高效補充，地熱儲能在削峰填谷、節能減排及能源綜合利用等領域具有獨特優勢，其潛在資源量與市場潛力值得深入挖掘。
