多方評(píng)論稱，這一政策意味著儲(chǔ)能企業(yè)應(yīng)用最廣泛的峰谷價(jià)差套利模式獲得官方認(rèn)可，對(duì)儲(chǔ)能發(fā)展可謂“重大利好”。清潔供熱市場(chǎng)同樣將受益于峰谷電價(jià)政策，能夠有效利用峰谷電價(jià)差的儲(chǔ)熱式清潔供熱技術(shù)的黃金發(fā)展期已經(jīng)來(lái)臨。

 

7月3日，國(guó)務(wù)院出臺(tái)《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》（簡(jiǎn)稱《計(jì)劃》），從國(guó)家層面再次明確推行峰谷電價(jià)以支持清潔供熱?！队?jì)劃》鼓勵(lì)推行上網(wǎng)側(cè)峰谷分時(shí)電價(jià)政策，延長(zhǎng)采暖用電谷段時(shí)長(zhǎng)至10個(gè)小時(shí)以上。據(jù)行業(yè)內(nèi)人士介紹，北京去年將谷電時(shí)段延長(zhǎng)1小時(shí)，僅這個(gè)小小的舉措，一個(gè)采暖季便為其減少100多萬(wàn)元的電費(fèi)支出。

 

峰谷電價(jià)催生電供暖市場(chǎng)的火熱，業(yè)界對(duì)利用谷電蓄熱供暖的意識(shí)不斷增強(qiáng)。儲(chǔ)熱技術(shù)可以將谷電以熱的形式儲(chǔ)存起來(lái)并實(shí)現(xiàn)熱能的穩(wěn)定輸出，峰谷電價(jià)的完善將使谷電蓄熱式電供暖技術(shù)直接受益，從根本上解決電采暖成本過(guò)高的問(wèn)題。

 

事實(shí)上，儲(chǔ)熱型清潔供暖技術(shù)又可以細(xì)分為多種類型，多種不同技術(shù)路線的競(jìng)爭(zhēng)和選擇將成為未來(lái)市場(chǎng)的一大特點(diǎn)。

 

 

 

固體儲(chǔ)熱系統(tǒng)以儲(chǔ)熱介質(zhì)劃分，目前研究較多的有地下天然土壤(巖石)、混凝土、陶瓷材料、硅質(zhì)材料、金屬材料、無(wú)機(jī)鹽復(fù)合材料等。

 

固體儲(chǔ)熱電鍋爐是一種較為常見(jiàn)的儲(chǔ)熱型供熱產(chǎn)品。其利用低谷電加熱儲(chǔ)熱介質(zhì)，在電價(jià)平峰和高峰時(shí)段放熱提供蒸汽或熱水。常見(jiàn)的儲(chǔ)熱式電鍋爐一般以固體鎂磚為儲(chǔ)熱材料，其氧化鎂含量在90%以上。

 

圖：三野科技生產(chǎn)的10kV高壓固體儲(chǔ)熱機(jī)組

 

目前國(guó)內(nèi)部分廠商生產(chǎn)的固體鎂磚儲(chǔ)熱機(jī)組產(chǎn)品中，有多種規(guī)格，最高電壓等級(jí)的有10kV高壓直入大功率固體蓄熱儲(chǔ)能熱水機(jī)組，其可以直接在10kV高壓等級(jí)下工作，可多組聯(lián)機(jī)使用，以滿足超大型現(xiàn)場(chǎng)的用熱需求。

 

圖：兆陽(yáng)能源大規(guī)模混凝土儲(chǔ)熱系統(tǒng)（白色建筑）

 

在新型的固體儲(chǔ)熱技術(shù)開(kāi)發(fā)上，北京兆陽(yáng)能源技術(shù)有限公司已成功開(kāi)發(fā)了一種混凝土儲(chǔ)熱系統(tǒng)，并在其廠區(qū)內(nèi)完成了2017年首個(gè)供暖季的示范運(yùn)行，經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行效果俱佳。

 

相變儲(chǔ)能技術(shù)能有效利用相變材料相變時(shí)吸收或者釋放大量潛熱并保持溫度恒定的特性，相變潛熱所蘊(yùn)藏的能量比固體或者液體的顯熱大得多，可廣泛用于電力調(diào)峰、工業(yè)熱能回收利用、空調(diào)采暖制冷以及新能源等領(lǐng)域。

 

圖：常見(jiàn)相變材料

 

圖：基于華厚能源相變儲(chǔ)能技術(shù)的供熱解決方案原理

 

當(dāng)前市場(chǎng)上的相變儲(chǔ)熱系統(tǒng)多采用模塊化設(shè)計(jì)，采用多元復(fù)合相變蓄熱材料，以江蘇啟能新能源材料有限公司的高密度高穩(wěn)定性納米復(fù)合相變儲(chǔ)熱材料為例，其采用該技術(shù)的主要產(chǎn)品為熱庫(kù)，目前擁有80MJ、200MJ和650MJ三類產(chǎn)品，其宣稱1立方米熱庫(kù)儲(chǔ)熱約650MJ，相當(dāng)于約180度電，經(jīng)5000次循環(huán)后，儲(chǔ)熱能力為初始值的95.5%以上，在測(cè)量誤差以內(nèi)無(wú)衰耗。

 

圖：?jiǎn)⒛苄履茉吹南嘧儍?chǔ)熱供熱系統(tǒng)

 

圖：今日能源展出的相變儲(chǔ)熱系統(tǒng)模型

 

 

熔鹽儲(chǔ)能供熱技術(shù)是利用熔鹽極佳的儲(chǔ)熱特性實(shí)現(xiàn)的，熔鹽儲(chǔ)熱在太陽(yáng)能熱發(fā)電領(lǐng)域有成熟應(yīng)用，在清潔供熱市場(chǎng)的應(yīng)用還處起步階段。

 

 

圖：國(guó)內(nèi)目前幾個(gè)典型的熔鹽儲(chǔ)熱供熱項(xiàng)目

 

以河北辛集市崇陽(yáng)小區(qū)熔鹽綠色供暖項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目于2016年5月開(kāi)工，項(xiàng)目總投資1700萬(wàn)元，全部建成后供熱面積可達(dá)13.3萬(wàn)平方米，相當(dāng)于一臺(tái)1310蒸噸鍋爐的供熱面積，每年可減排二氧化碳3537噸、粉塵131噸、二氧化硫11.1噸、氮氧化物9.67噸。

 

該項(xiàng)目采用了450噸低熔點(diǎn)熔鹽，安裝了兩個(gè)熔鹽罐，罐體尺寸為直徑8米*高4.5米，蓄熱容量37MWh，電加熱器最大功率為6343MWh。

 

圖：谷電加熱熔鹽儲(chǔ)熱集中供熱系統(tǒng)原理

 

目前一期工程已投入使用，供暖面積7.5萬(wàn)平方米，可為700多戶居民供熱。2016年供暖季為首次供暖，熔鹽供熱成本每平方米為19元左右，對(duì)居民的取暖費(fèi)定價(jià)為每平方米16.8元。據(jù)稱，因新樓第一年供暖耗電量較大，第二年供暖成本應(yīng)該能控制在每平方米15元左右。

 

儲(chǔ)熱供熱系統(tǒng)利用夜間谷電制熱儲(chǔ)熱，其可以單體運(yùn)行，也可以與常規(guī)電鍋爐、空氣源熱泵、工業(yè)余熱等配套運(yùn)行。對(duì)于上述不同的儲(chǔ)熱供熱技術(shù)，可選用不同的配套方案。

 

儲(chǔ)熱系統(tǒng)單體運(yùn)行模式，不需要單獨(dú)配置電鍋爐，而是將電加熱、儲(chǔ)熱裝置放置在一個(gè)結(jié)構(gòu)中，儲(chǔ)熱材料封裝在柱形或球形的容器中，形成能量柱(球)，多根能量柱(球)置于水箱中，水箱中裝有電加熱器。

 

在夜晚低谷電時(shí)段，電加熱水將熱能儲(chǔ)存在相變材料中，為儲(chǔ)熱模式；白天加熱器停止工作，通過(guò)供暖水回路放熱，相變儲(chǔ)熱裝置中儲(chǔ)存的熱能用于加熱供暖水回路的水，供暖水回路的水通過(guò)用戶暖氣片為室內(nèi)供暖，為放熱模式。這種儲(chǔ)熱供暖系統(tǒng)加熱器集成在儲(chǔ)熱裝置內(nèi)的模式，成本低、節(jié)省空間，適合儲(chǔ)熱容量不太大的儲(chǔ)熱系統(tǒng)。

 

圖：谷電相變儲(chǔ)熱供暖系統(tǒng)（加熱器內(nèi)置）

 

 

在谷電時(shí)段，可以利用電鍋爐直接供熱，同時(shí)利用儲(chǔ)熱系統(tǒng)儲(chǔ)熱。在峰電和平電時(shí)段內(nèi)，不用開(kāi)啟電鍋爐，直接利用儲(chǔ)熱系統(tǒng)儲(chǔ)存的熱量供熱。

 

 

從經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，與電鍋爐+儲(chǔ)熱系統(tǒng)類似，空氣源熱泵和儲(chǔ)熱技術(shù)相結(jié)合可能是儲(chǔ)熱式電采暖打開(kāi)市場(chǎng)的可行方案，即利用空氣源熱泵替代電鍋爐作為熱源，在低谷電價(jià)時(shí)段運(yùn)行，制得熱量?jī)?chǔ)存在儲(chǔ)熱裝置中，等高峰電價(jià)時(shí)段由儲(chǔ)熱裝置供熱。

 

當(dāng)前，市場(chǎng)上的空氣源熱泵大多為低溫?zé)崴?，一般出水溫?5℃，但考慮到儲(chǔ)熱時(shí)的換熱溫差，熱泵的出水溫度至少應(yīng)達(dá)到60℃~65℃，才能和儲(chǔ)熱裝置配合使用供暖。這可能是兩者結(jié)合并行發(fā)展的一大問(wèn)題，但相信經(jīng)過(guò)針對(duì)性研發(fā)，提高空氣源熱泵的出水溫度并不是太大問(wèn)題，將空氣源熱泵和儲(chǔ)熱技術(shù)進(jìn)行組合實(shí)施清潔采暖，比單純的采用空氣源熱泵可以更有效地利用峰谷電價(jià)差，實(shí)現(xiàn)低成本清潔采暖。

 

 

早在2015年，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的《余熱暖民工程實(shí)施方案》）就提出，“到2020年建成150個(gè)示范市（縣、區(qū)）。”而專家稱，目前真正成體系發(fā)展、叫得出名字的工業(yè)余熱供暖項(xiàng)目，北方目前甚至不超過(guò)10個(gè)。由此可見(jiàn)，工業(yè)余熱供暖大規(guī)模發(fā)展還存在一定阻礙。

 

工業(yè)余熱、廢熱數(shù)量驚人。這些能源具有間歇性、不穩(wěn)定的特點(diǎn)。能量密度隨時(shí)間、季節(jié)變化、強(qiáng)度也不穩(wěn)定。

 

余熱資源根據(jù)溫度的不同被分為高溫余熱資源、中溫余熱資源與低溫余熱資源。工業(yè)領(lǐng)域習(xí)慣把溫度高于600℃的余熱歸為高溫余熱，300~600℃的歸為中溫余熱，而把300℃以下的歸為低溫余熱。

 

根據(jù)相變材料封裝和工作方式的不同，應(yīng)用于余熱回收的相變儲(chǔ)能系統(tǒng)大致可以分為熱管換熱器、蓄熱式相變儲(chǔ)熱系統(tǒng)、潛熱/顯熱復(fù)合儲(chǔ)熱材料三類。

 

圖：余熱回收+相變蓄熱系統(tǒng)

 

例如，今日能源的蓄熱式RTO煙氣余熱系統(tǒng)，可將涂裝車間RTO爐排出的高溫?zé)煔鉄崃客ㄟ^(guò)余熱回收換熱器和相變蓄熱系統(tǒng)進(jìn)行回收，將煙氣溫度降到100℃左右進(jìn)行排空，回收的熱量對(duì)前處理槽液進(jìn)行升溫使用，減少企業(yè)蒸汽的消耗量，節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本，增強(qiáng)企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。