在極端高温中，初創公司正在開發新的熱泵和冷卻技術-彭博社

一塊廣告牌顯示亞利桑那州鳳凰城在7月18日創紀錄的熱浪中達到118華氏度

攝影師：Patrick T. Fallon/AFP/Getty Images

7月將成為有記錄以來最熱的月份，本週超過一半的美國地區發佈了高温警報和諮詢。

隨着氣候危機在未來幾年進一步升温，保持人們涼爽的需求變得前所未有的迫切，尤其是在不排放更多温室氣體的情況下。 熱泵受到了很多關注，但許多新興的氣候科技初創公司正在開發下一波技術，這些技術將使我們保持涼爽，而不會破壞地球或過度使用電網。這是一個三重挑戰，行業專家一致認為不能用一刀切的解決方案來解決。

BloombergGreen日本增加救援人員，1月1日地震死亡人數升至64人日本地震造成至少48人死亡，尋找倖存者拯救巴拿馬運河將需要數年時間並耗資數十億美元，如果可能的話¿Podrán un lago y nubes artificiales salvar al canal de Panamá?空調使用約佔美國電力供應的6％，運行空調所需的製冷劑具有二氧化碳的全球變暖潛力的2000倍。熱泵——提供更高效、低碳冷卻的設備——被吹捧為一種解決方案，由於成本下降和《通貨膨脹減少法案》中的税收抵免，熱泵正變得越來越受歡迎。但目前市場上的版本單獨使用還不足以保持電網穩定、減少排放並使人們保持涼爽。初創公司已經在研發下一代冷卻技術，可以填補這些空白。

先進冷卻系統試圖通過嘗試使家庭的冷卻需求更具響應性來提升今天的熱泵和空調的性能。隨着電網日益不穩定和緊張，這一點變得越來越重要。

Breakthrough Energy Ventures（BEV）投資委員會的業務主管Carmichael Roberts指出，BEV支持的Blue Frontier就是一個致力於解決這個問題的初創公司的例子。

傳統空調通過一個冷凝器將室內熱量傳遞到室外，冷卻房屋，通過一個冷凝器釋放收集的熱量。壓縮機在蒸發器和冷凝器之間移動製冷劑，這是一種傳遞熱量的流體。這家位於佛羅里達的初創公司正在設計一種智能冷卻和儲能系統，除了其他功能外，還用鹽溶液或液態乾燥劑替代製冷劑。這種液態乾燥劑保存在一個能提供約四小時冷卻的儲能罐中，使得屋頂安裝的設備即使在停電時也能運行。

“公用事業公司可以控制您的電力消耗，使其對他們最有利，建築用户控制恆温器，它們不必相互匹配，”首席執行官兼聯合創始人丹尼爾·貝茨説。

將濕度與熱量混合——這是美國東部許多地方面臨的問題——增加了保持涼爽的挑戰。隨着空氣温度的升高，空氣所能容納的水分量也會增加，使人體更難以自我冷卻。

貝茨表示，傳統空調在濕度控制方面效率低下。藍色前沿的液態脱濕技術不僅可以幫助其單位儲存能量。他説，它還可以直接從空氣中去除濕度，從而更有效地冷卻房間，並根據實驗室數據和現場試驗，將能源消耗降低50%至90%。

貝茨表示，該公司目前正在進行現場試驗，預計將於2025年開始銷售單位，首先針對商業建築。另一家先進的暖通空調初創公司MIMiC Systems設計了一種固態供暖和製冷系統，該系統使用固體材料傳遞熱能，因此不需要像傳統空調中的壓縮機那樣的運動部件。首席執行官兼聯合創始人貝拉爾多·馬塔盧奇表示，該設置完全模塊化，這意味着它可以更好地響應空間中個人的不同温度需求。他還表示，這完全消除了對製冷劑的需求。

靈活性是能源效率難題的另一部分。大多數美國家庭擁有帶有風管的中央空調系統，這些系統可以在整個空間內均勻地加熱和冷卻房屋，而不考慮人們所在的位置和房間温度的差異。

另一家初創公司Flair銷售一種智能通風口，可以將空氣從房屋的一部分重定向到另一部分，有效地避免浪費能源並過度冷卻一個房間以使另一個房間達到可接受的温度。據首席執行官兼聯合創始人丹尼爾·邁爾斯稱，顧客告訴公司，通過安裝該系統，他們已經節省了多達30%的電費。該公司的設備已安裝在3萬個家庭中。

對於使用無風管分體式系統的家庭，這種系統在美國以外的HVAC系統中佔據主導地位，Flair銷售一種智能恆温器，顧客可以通過應用程序隨時控制温度。邁爾斯表示，這可以使這些智能恆温器連接的HVAC單位整合到電網中，並參與負荷靈活性計劃。

邁爾斯稱公司的“北極星”是完全可變HVAC系統，無論是在提供舒適度方面還是對電網需求的響應方面。隨着電網在日益炎熱的條件下承受壓力，這可能變得越來越重要。

“説到底，一個普通的熱泵在高峯需求期間使用的電量可能比中央空調少很多，” Azolla Ventures的普通合夥人艾米·杜福爾説。“智能熱泵是提高電網韌性的一個非常好的方法。”

Azolla支持的窗口熱泵初創公司Gradient是試圖做到這一點的公司之一。其裝置可以連接到互聯網，以便參與需求響應計劃。這些自願的節能計劃已經在加利福尼亞和德克薩斯等州使用。在極端高温可能導致能源需求激增的關鍵時刻，這些計劃有助於減輕電網負荷。

Gradient首席執行官Vincent Romanin表示，所有熱泵系統都應該能夠相互通信，與其他家用電器交流，並瞭解高峯需求水平，以便在太陽能過剩時預先冷卻房屋，並平滑高峯。他補充説：“建築物沒有感覺，但人有。”智能暖通空調設計需要關注舒適度。他説，在極端高温中讓人們保持涼爽不僅僅是降低空氣温度，還要考慮人類舒適度的所有方面，包括輻射温度、空氣流動和濕度。

儘管今年夏天的高温異常，氣候變化將會導致未來幾十年出現更加極端的情況。今天的熱泵可以解決一些在明天氣候中保持涼爽的挑戰，但下一代技術將需要確保在不加劇氣候危機的情況下提供舒適度。