如果大規(guī)模應(yīng)用相變儲(chǔ)熱技術(shù)技術(shù)，可以為電力供給側(cè)的深度主動(dòng)調(diào)峰、電網(wǎng)靈活性改造和用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能調(diào)峰發(fā)揮巨大作用，從而實(shí)現(xiàn)大量“廢棄電”的使用，尤其是大幅提高可再生能源的消納，優(yōu)化城市集中供熱管網(wǎng)能力，實(shí)現(xiàn)火電廠(chǎng)熱電解耦，從而在宏觀和微觀上都有效解決了現(xiàn)有電網(wǎng)供需的結(jié)構(gòu)性問(wèn)題。
每逢冬季供暖，能源緊張、供暖失衡、大氣污染等種種問(wèn)題相伴而來(lái)。近來(lái)，一種創(chuàng)新的高效蓄熱技術(shù)引發(fā)業(yè)內(nèi)關(guān)注，它可以像儲(chǔ)電一樣把熱能儲(chǔ)存起來(lái)，等到有需要的時(shí)候再高效率地釋放出來(lái)。
目前，我國(guó)大氣嚴(yán)重污染的核心矛盾在于以煤為主的一次能源結(jié)構(gòu)和不斷增長(zhǎng)的能源需求之間的沖突。尤其是一次能源產(chǎn)出端在“空間”與“時(shí)間”上與需求端之間的矛盾。近年來(lái)的“煤改氣”與“煤改電”初見(jiàn)成效，但問(wèn)題不少?！懊焊臍狻彪y以承擔(dān)主要采暖任務(wù)，因其在能源安全以及對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的依賴(lài)性上存在根本性問(wèn)題，所謂“氣荒”就是因此而來(lái)；同時(shí)，天然氣燃燒形成的氮氧化物排放卻是霧霾重要成因?！懊焊碾姟痹O(shè)備選型混亂，技術(shù)先進(jìn)性不夠，運(yùn)營(yíng)成本高，大量的農(nóng)村或城鄉(xiāng)結(jié)合部居民“用不起”，部分地區(qū)屢屢出現(xiàn)空氣源熱泵低溫停機(jī)現(xiàn)象。
一方面是能源供給不足，另一方面卻是大量能源或設(shè)備被浪費(fèi)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016年我國(guó)風(fēng)電棄風(fēng)量達(dá)到496億千瓦時(shí)，若將其中一半用于供暖，可以供5億平方米。
具體而言，我國(guó)電力供應(yīng)大量“結(jié)構(gòu)性”富裕，夜間谷電更是遠(yuǎn)超需求。2017年，寧夏棄風(fēng)棄光量明顯降低，但仍然高達(dá)12.3億千瓦時(shí)，若將其全部用于冬季采暖，可供1100萬(wàn)平方米面積，減煤36萬(wàn)噸。
又如，工業(yè)余熱利用率低下，50%以上的余熱被遺棄，低溫余熱利用率低于30%。我國(guó)的工業(yè)余熱應(yīng)用還停留在初步階段，重點(diǎn)在于高溫余熱的發(fā)電應(yīng)用，大量的“低品位廢熱”直接被排放。據(jù)天津能源集團(tuán)統(tǒng)計(jì)， 天津周邊工業(yè)廢熱如果得到有效利用，可給1億平米建筑供暖，每年創(chuàng)造30-40億元的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，減煤300萬(wàn)噸。
再如，集中熱力管網(wǎng)利用率、安全性都亟待提高。北方城市采暖目前主要以集中管網(wǎng)供暖為主，由于缺乏有效的技術(shù)，無(wú)法對(duì)熱網(wǎng)進(jìn)行智能調(diào)節(jié)和冗余備份。此外，隨著各地城鎮(zhèn)化工作的推進(jìn)，大量新建區(qū)域缺乏及時(shí)配套的熱力供應(yīng)，一方面是資金問(wèn)題，更難以解決的是原有熱力主管網(wǎng)輸熱能力不夠的問(wèn)題。
江蘇啟能新能源董事長(zhǎng)王鈜博士表示，能源的生產(chǎn)與需求在時(shí)間、空間的不平衡，決定能源的有效雙向流動(dòng)離不開(kāi)高效能的儲(chǔ)能設(shè)備。高效儲(chǔ)能技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于大氣污染治理，可再生能源消納與電能替代等領(lǐng)域。
據(jù)介紹，江蘇啟能新能源專(zhuān)注于高效儲(chǔ)能技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)。其開(kāi)創(chuàng)了世界領(lǐng)先的高密度、低成本、高效能的大規(guī)模相變儲(chǔ)熱技術(shù) （相變儲(chǔ)熱原理是利用材料相變（固態(tài)-液態(tài)）時(shí)能吸收或釋放大量潛熱的特性），儲(chǔ)能密度與動(dòng)力鋰電池相似，但成本只有其1/20。啟能在材料開(kāi)發(fā)方面的最大貢獻(xiàn)是解決了相變材料的循環(huán)穩(wěn)定性問(wèn)題，材料循環(huán)使用7000次以上無(wú)衰減，測(cè)試結(jié)果獲得了國(guó)內(nèi)和國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)的認(rèn)證。 通過(guò)啟能的“高效儲(chǔ)熱技術(shù)”可以有效解決以上供需矛盾。而且，在大多數(shù)情況下，不需要大規(guī)模補(bǔ)貼也可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。
如果大規(guī)模應(yīng)用該技術(shù)，可以為電力供給側(cè)的深度主動(dòng)調(diào)峰、電網(wǎng)靈活性改造和用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能調(diào)峰發(fā)揮巨大作用，從而實(shí)現(xiàn)大量“廢棄電”的使用，尤其是大幅提高可再生能源的消納，優(yōu)化城市集中供熱管網(wǎng)能力，實(shí)現(xiàn)火電廠(chǎng)熱電解耦，從而在宏觀和微觀上都有效解決了現(xiàn)有電網(wǎng)供需的結(jié)構(gòu)性問(wèn)題。此外，還能大規(guī)模利用工業(yè)余熱。所有的這些舉措不但解決了新常態(tài)下對(duì)于能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求，并且將從根本上大幅降低大氣污染。
啟能研發(fā)的相變儲(chǔ)熱設(shè)備模塊——熱庫(kù)，集安全、清潔、靈活、耐用、低成本于一身。由此相繼開(kāi)發(fā)了智能分布式谷電儲(chǔ)熱供暖系統(tǒng)、移動(dòng)熱庫(kù)系統(tǒng)、農(nóng)村戶(hù)用供暖系統(tǒng)等，可利用峰谷電差價(jià)，大幅降低用戶(hù)運(yùn)行費(fèi)用，也可通過(guò)存儲(chǔ)、搬運(yùn)工業(yè)余熱至客戶(hù)端用于供暖。啟能熱庫(kù)采暖技術(shù)在運(yùn)營(yíng)成本和初期投資上都具有很好的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，在華北地區(qū)初始投資相比市政采暖或燃?xì)夤芫W(wǎng)配套費(fèi)低5－30%，運(yùn)營(yíng)成本相比傳統(tǒng)方式相比則可以節(jié)約15－65%。
此外，大規(guī)模的熱庫(kù)陣列還可以在熱網(wǎng)末端起到有效調(diào)峰作用，根據(jù)大連熱電1400萬(wàn)平米采暖數(shù)據(jù)，如果使用熱庫(kù)陣列進(jìn)行需求側(cè)調(diào)峰優(yōu)化，可以在不增加鍋爐和管網(wǎng)能力的情況下多供10%左右的面積，并增加熱網(wǎng)的可靠性和穩(wěn)定性。以全國(guó)70億平方米的集中供熱面積來(lái)測(cè)算，可額外增加7-10億平方米的供熱能力，有效解決中小型燃煤鍋爐取締后的熱源補(bǔ)充問(wèn)題，相當(dāng)于節(jié)約投資800億元。
目前，啟能已經(jīng)成功實(shí)施了近200個(gè)熱庫(kù)分布式供暖項(xiàng)目，供暖面積超過(guò)500萬(wàn)平米，涉及大型商業(yè)綜合體、寫(xiě)字樓、學(xué)校、醫(yī)院、酒店、住宅小區(qū)、農(nóng)村分散院落等。已建的所有系統(tǒng)不需要熱力或燃?xì)夤芫W(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、無(wú)燃燒無(wú)排放、常壓運(yùn)行、自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控，平均每年消納谷電1.5億千瓦時(shí)，減煤10萬(wàn)噸，在降低運(yùn)營(yíng)成本同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。
原標(biāo)題:熱儲(chǔ)能創(chuàng)新技術(shù)帶來(lái)供暖變革
