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

 

7月3日，國務(wù)院出臺《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計(jì)劃》（簡稱《計(jì)劃》），從國家層面再次明確推行峰谷電價(jià)以支持清潔供熱。《計(jì)劃》鼓勵推行上網(wǎng)側(cè)峰谷分時電價(jià)政策，延長采暖用電谷段時長至10個小時以上。據(jù)行業(yè)內(nèi)人士介紹，北京去年將谷電時段延長1小時，僅這個小小的舉措，一個采暖季便為其減少100多萬元的電費(fèi)支出。

 

峰谷電價(jià)催生電供暖市場的火熱，業(yè)界對利用谷電蓄熱供暖的意識不斷增強(qiáng)。儲熱技術(shù)可以將谷電以熱的形式儲存起來并實(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高的問題。

 

事實(shí)上，儲熱型清潔供暖技術(shù)又可以細(xì)分為多種類型，多種不同技術(shù)路線的競爭和選擇將成為未來市場的一大特點(diǎn)。

 

 

 

固體儲熱系統(tǒng)以儲熱介質(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、無機(jī)鹽復(fù)合材料等。

 

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

 

圖：三野科技生產(chǎn)的10kV高壓固體儲熱機(jī)組

 

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

 

圖：兆陽能源大規(guī)?；炷羶嵯到y(tǒng)（白色建筑）

 

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

 

相變儲能技術(shù)能有效利用相變材料相變時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：常見相變材料

 

圖：基于華厚能源相變儲能技術(shù)的供熱解決方案原理

 

當(dāng)前市場上的相變儲熱系統(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)合相變儲熱材料為例，其采用該技術(shù)的主要產(chǎn)品為熱庫，目前擁有80MJ、200MJ和650MJ三類產(chǎn)品，其宣稱1立方米熱庫儲熱約650MJ，相當(dāng)于約180度電，經(jīng)5000次循環(huán)后，儲熱能力為初始值的95.5%以上，在測量誤差以內(nèi)無衰耗。

 

圖：啟能新能源的相變儲熱供熱系統(tǒng)

 

圖：今日能源展出的相變儲熱系統(tǒng)模型

 

 

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

 

 

圖：國內(nèi)目前幾個典型的熔鹽儲熱供熱項(xiàng)目

 

以河北辛集市崇陽小區(qū)熔鹽綠色供暖項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目于2016年5月開工，項(xiàng)目總投資1700萬元，全部建成后供熱面積可達(dá)13.3萬平方米，相當(dāng)于一臺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。

 

儲熱供熱系統(tǒng)利用夜間谷電制熱儲熱，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。對于上述不同的儲熱供熱技術(shù)，可選用不同的配套方案。

 

儲熱系統(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、儲熱裝置放置在一個結(jié)構(gòu)中，儲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。

 

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

 

圖：谷電相變儲熱供暖系統(tǒng)（加熱器內(nèi)置）

 

 

在谷電時段，可以利用電鍋爐直接供熱，同時利用儲熱系統(tǒng)儲熱。在峰電和平電時段內(nèi)，不用開啟電鍋爐，直接利用儲熱系統(tǒng)儲存的熱量供熱。

 

 

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

 

當(dāng)前，市場上的空氣源熱泵大多為低溫?zé)崴?，一般出水溫?5℃，但考慮到儲熱時的換熱溫差，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)展的一大問題，但相信經(jīng)過針對性研發(fā)，提高空氣源熱泵的出水溫度并不是太大問題，將空氣源熱泵和儲熱技術(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10個。由此可見，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能系統(tǒng)大致可以分為熱管換熱器、蓄熱式相變儲熱系統(tǒng)、潛熱/顯熱復(fù)合儲熱材料三類。

 

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^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)市場競爭力。