中國儲能網(wǎng)訊：一進入冬季，各種便捷式取暖神器便會在市場上火熱起來，其中一種叫“掰掰熱”的暖手寶已在市場暢銷很多年。這種暖手寶只需輕輕一掰即可均勻發(fā)熱，冷卻后變?yōu)楣虘B(tài)，在熱水里一泡又恢復為原來的液態(tài)，供重復使用。
誰曾想，這種基于“相變蓄熱”的小小暖手寶同類技術理念竟已用在了更大的取暖舞臺——相變蓄能電供暖（下稱,電蓄熱“熱池”技術），為東北地區(qū)清潔取暖提供了新思路，也為促進新能源利用開辟了新路徑。
于2017年投運的長春理工大學基礎實驗實訓中心分布式蓄熱供暖項目（下稱，長春理工大學實訓樓供熱系統(tǒng)），作為迄今國內(nèi)緯度最高、東北地區(qū)在案統(tǒng)計規(guī)模最大的相變蓄能電供暖項目，以及吉林省電供暖產(chǎn)業(yè)的重點示范項目，已經(jīng)成功運行了4個供暖季。事實證明，其經(jīng)受住了東北嚴寒地區(qū)的環(huán)境考驗，成為高寒地區(qū)實施清潔取暖的有效可行方案。
發(fā)力谷電供暖
最大化提升電采暖經(jīng)濟成效
11月的長春，溫度已低至零下9℃，寒意甚濃。作為典型的東北高寒地區(qū)城市，長春按統(tǒng)一規(guī)定已于10月20日正式啟動冬季供暖。
11月13日下午，在長春理工大學實訓樓供熱中心，辦公區(qū)暖意融融。在與辦公區(qū)僅一門之隔的機房，電鍋爐正在帶動整個供暖系統(tǒng)有序運轉。耳邊雖有機器轟鳴，卻讓記者感受到暖暖的安心。
據(jù)項目運行方——賀邁新能源科技（長春）有限公司（下稱,長春賀邁新能源）副總經(jīng)理關景偉向記者介紹，供熱中心設備總投資760萬元，配置3臺760kW電鍋爐，與100臺HM-059H500型熱池系統(tǒng)、相應控制系統(tǒng)，以及電力設施熱力管網(wǎng)建設等。
供熱中心所服務的長春理工大學實訓樓總高42.6米,包含地上10層、地下局部一層，建筑面積近3.9萬平方米，實際供暖面積超過4.8萬平方米。項目于2017年供暖季投入運行，當年即通過吉林省能源局等五廳局聯(lián)合審核，被列為吉林省電供暖產(chǎn)業(yè)的重點示范項目。四年來，該供熱項目高效、經(jīng)濟保障了整棟建筑的冬季獨立穩(wěn)定用熱。
“我們采用電蓄熱‘熱池’替代市政熱源，以末端散熱片或地暖進行供暖。白天峰電時段由熱池給建筑供熱；夜間谷電時段，電鍋爐在給建筑供暖的同時，也為熱池充熱。在緊急停電時，也可啟動后備電源給系統(tǒng)和循環(huán)泵供電，由熱池直接給建筑供暖?！标P景偉說。
記者了解到，根據(jù)吉林省物價局發(fā)布的蓄熱式電采暖價格政策，長春理工大學實訓樓供熱項目電價在平時段每度電為0.54元，峰電時段每度電為0.78元，谷電時段0.28元，在此基礎之上，作為大用戶，通過市場化交易，每度電還能再降5分錢。
“長春市集中供熱采暖費每平方米31元，作為示范項目，我們向學校按每平方米29元收取費用。除先期一次性獲得每平方米28元、總計108萬元的省級示范項目補貼外，我們最大化依靠采用谷電供暖，平抑電網(wǎng)的峰谷電價差，同時深度挖掘學校自身的行為節(jié)能，如在白天供暖8小時，寒假（48天）及夜間只需維持保溫運行，系統(tǒng)整體節(jié)能降耗成效明顯。在清潔供暖領域創(chuàng)新求變的同時，實現(xiàn)了既定的校企共贏目標?！标P景偉指出。
整體測算，按現(xiàn)行政策價格機制，項目8年內(nèi)即可收回投資。4年實踐探索表明，未來如若服務同樣的采暖面積，項目在設備與電力設施投資、系統(tǒng)優(yōu)化運行、電價以及人工等方面還有進一步下降空間，即便供暖費標準上漲已成必然趨勢，仍可有望將投資回收期控制在5年左右?！拔覀儗@項技術在清潔供暖領域的推廣前景充滿信心?！标P景偉說。
“熱池”電供暖脫穎而出
為東北地區(qū)清潔取暖辟新路
在我國北方地區(qū)全面強調清潔取暖的當下，解決方案是否高效、經(jīng)濟、穩(wěn)定，直接影響居民冬季生活的質量。然而在東北地區(qū)，冬季漫長嚴寒，晝夜溫差大，溫度常常低至零下30℃，可選清潔高效取暖技術路線非常有限。因此，當前東北地區(qū)不少小城鎮(zhèn)還處在小煤爐供暖的階段，農(nóng)村地區(qū)清潔取暖更是基本空白。
氣代煤作為北方地區(qū)推進清潔取暖工作的主流技術路線之一，因東北地區(qū)天然氣普及率低，采暖成本過高、政府補貼不堪重負，工作推進非常緩慢。
以吉林省為例，有測算顯示，且不提建設成本，該省“煤改氣”鍋爐供暖運行成本平均每平方米就超過53元，比本省當前居民供暖高出近一倍。僅就長春而言，如果大面積采用天然氣采暖，每年僅補貼運行費用政府就要拿出2—3億元。
在此背景下，電代煤成為東北地區(qū)開展清潔取暖替代工作的主要方向。記者了解到，比較成熟的技術路線有電直熱、耐火美磚固體蓄熱鍋爐、空氣源熱泵（熱風機），以及蓄熱式電鍋爐采暖等。
公開信息顯示，截至目前，吉林、遼寧、黑龍江東北三省均已出臺了電采暖的價格支持政策與補貼政策。
相比較之下，電直熱是公認的效率最低、成本最高取暖方式；固體美磚蓄熱鍋爐所需儲熱溫度高達700—800℃，不僅安全性無法保證，且固體材料蓄熱性能衰減很快；其他如熱風機、空調等，在東北地區(qū)也極易“水土不服”，特別是在冬季極寒天氣情況下，實際成效常常難以達成預期。
反觀分布式電蓄熱供暖技術，其規(guī)模大可到一棟樓宇，一個小區(qū)，甚至一片區(qū)域，小可至一戶人家，最大特點就是熱能就近利用?！坝捎诳勺畲蠡褂玫蛢r谷電，經(jīng)實踐證明，‘熱池’電供暖技術將成為經(jīng)濟可行的東北地區(qū)清潔取暖方式?！遍L春賀邁新能源經(jīng)營策劃經(jīng)理馬牧天對記者說。
不僅如此，據(jù)測算，相變儲熱投資僅為蓄電池的20%。伴隨虛擬電廠、源網(wǎng)荷儲協(xié)調運行的深入發(fā)展，蓄熱式電供暖技術在為用戶暖冬的同時，其在電力輔助服務市場的價值還將進一步釋放。
在馬牧天看來，特別對于熱需求比較大的東北地區(qū)而言，相變蓄熱電供暖技術如果得以推廣使用，對于發(fā)展提高清潔電利用比例，促進新能源發(fā)展，減少棄風棄光具有里程碑意義。
與此同時，結合東北農(nóng)村地區(qū)已經(jīng)建成的大量光伏扶貧項目，未來，如果能將“熱池”技術與光伏扶貧電站相結合，也將有望填補東北地區(qū)農(nóng)村清潔取暖市場空白，實現(xiàn)農(nóng)民增收與生活改善雙贏。
自主研發(fā)相變蓄熱材料
創(chuàng)新多領域熱利用解決方案
采訪中記者了解到，長春理工大學實訓樓供熱系統(tǒng)所采用的“熱池”電供暖技術由賀邁新能源科技（上海）有限公司自主開發(fā)。截至目前，相關發(fā)明專利已申請20余項。
“正如電池的充放電一樣，‘熱池’技術可實現(xiàn)熱能的儲存和可控的釋放?！遍L春賀邁新能源總經(jīng)理靖繼賢向記者介紹，“熱池”相變材料可根據(jù)不同氣候環(huán)境的需要，靈活設置材料組合配方，溫度區(qū)間可根據(jù)不同場景需要設定在-112℃—1000℃之間，且能夠突破6500次充放熱循環(huán)，確保20年以上使用壽命。目前通過測試的材料組合配方已有50多種。
據(jù)介紹，長春理工大學實訓樓供熱系統(tǒng)采用的蓄熱材料就將相變溫度設定在86℃，當熱池溫度氏于86℃時由電鍋爐為熱池充熱，這時蓄熱材料由固態(tài)轉為液態(tài)；高于86℃時，熱池為采暖水加熱供建筑用熱，這時蓄熱材料由液態(tài)轉為固態(tài)。實踐表明，該相變材料熱轉換率超過96%。
從實際表現(xiàn)看，近年來，蓄熱式電暖器、蓄熱式電鍋爐等產(chǎn)品已在全國多地獲得廣泛應用，技術可靠性在高寒高海拔的青海、西藏地區(qū)也已經(jīng)得到驗證。
“‘熱池’技術在促進可再生能源消納、余熱回收以及大自然晝夜溫差利用等方面，均可提供突破性節(jié)能減排解決方案?！本咐^賢指出，清潔供暖領域之外，在工業(yè)領域蒸汽、烘干、冷鏈冷庫、以及電力調峰、光電光熱、航空航天等領域，該技術均有望開創(chuàng)全新時代。
