中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：一進(jìn)入冬季，各種便捷式取暖神器便會(huì)在市場(chǎng)上火熱起來(lái)，其中一種叫“掰掰熱”的暖手寶已在市場(chǎng)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(fù)為原來(lái)的液態(tài)，供重復(fù)使用。
誰(shuí)曾想，這種基于“相變蓄熱”的小小暖手寶同類技術(shù)理念竟已用在了更大的取暖舞臺(tái)——相變蓄能電供暖（下稱,電蓄熱“熱池”技術(shù)），為東北地區(qū)清潔取暖提供了新思路，也為促進(jìn)新能源利用開(kāi)辟了新路徑。
于2017年投運(yùn)的長(zhǎng)春理工大學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心分布式蓄熱供暖項(xiàng)目（下稱，長(zhǎng)春理工大學(xué)實(shí)訓(xùn)樓供熱系統(tǒng)），作為迄今國(guó)內(nèi)緯度最高、東北地區(qū)在案統(tǒng)計(jì)規(guī)模最大的相變蓄能電供暖項(xiàng)目，以及吉林省電供暖產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)示范項(xiàng)目，已經(jīng)成功運(yùn)行了4個(gè)供暖季。事實(shí)證明，其經(jīng)受住了東北嚴(yán)寒地區(qū)的環(huán)境考驗(yàn)，成為高寒地區(qū)實(shí)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(jì)成效
11月的長(zhǎng)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(zhǎng)春按統(tǒng)一規(guī)定已于10月20日正式啟動(dòng)冬季供暖。
11月13日下午，在長(zhǎng)春理工大學(xué)實(shí)訓(xùn)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(jī)房，電鍋爐正在帶動(dòng)整個(gè)供暖系統(tǒng)有序運(yùn)轉(zhuǎn)。耳邊雖有機(jī)器轟鳴，卻讓記者感受到暖暖的安心。
據(jù)項(xiàng)目運(yùn)行方——賀邁新能源科技（長(zhǎng)春）有限公司（下稱,長(zhǎng)春賀邁新能源）副總經(jīng)理關(guān)景偉向記者介紹，供熱中心設(shè)備總投資760萬(wàn)元，配置3臺(tái)760kW電鍋爐，與100臺(tái)HM-059H500型熱池系統(tǒng)、相應(yīng)控制系統(tǒng)，以及電力設(shè)施熱力管網(wǎng)建設(shè)等。
供熱中心所服務(wù)的長(zhǎng)春理工大學(xué)實(shí)訓(xùn)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(wàn)平方米，實(shí)際供暖面積超過(guò)4.8萬(wàn)平方米。項(xiàng)目于2017年供暖季投入運(yùn)行，當(dāng)年即通過(guò)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(diǎn)示范項(xiàng)目。四年來(lái)，該供熱項(xiàng)目高效、經(jīng)濟(jì)保障了整棟建筑的冬季獨(dú)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(jìn)行供暖。白天峰電時(shí)段由熱池給建筑供熱；夜間谷電時(shí)段，電鍋爐在給建筑供暖的同時(shí)，也為熱池充熱。在緊急停電時(shí)，也可啟動(dòng)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(guān)景偉說(shuō)。
記者了解到，根據(jù)吉林省物價(jià)局發(fā)布的蓄熱式電采暖價(jià)格政策，長(zhǎng)春理工大學(xué)實(shí)訓(xùn)樓供熱項(xiàng)目電價(jià)在平時(shí)段每度電為0.54元，峰電時(shí)段每度電為0.78元，谷電時(shí)段0.28元，在此基礎(chǔ)之上，作為大用戶，通過(guò)市場(chǎng)化交易，每度電還能再降5分錢。
“長(zhǎng)春市集中供熱采暖費(fèi)每平方米31元，作為示范項(xiàng)目，我們向?qū)W校按每平方米29元收取費(fèi)用。除先期一次性獲得每平方米28元、總計(jì)108萬(wàn)元的省級(jí)示范項(xiàng)目補(bǔ)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(jià)差，同時(shí)深度挖掘?qū)W校自身的行為節(jié)能，如在白天供暖8小時(shí)，寒假（48天）及夜間只需維持保溫運(yùn)行，系統(tǒng)整體節(jié)能降耗成效明顯。在清潔供暖領(lǐng)域創(chuàng)新求變的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了既定的校企共贏目標(biāo)?！标P(guān)景偉指出。
整體測(cè)算，按現(xiàn)行政策價(jià)格機(jī)制，項(xiàng)目8年內(nèi)即可收回投資。4年實(shí)踐探索表明，未來(lái)如若服務(wù)同樣的采暖面積，項(xiàng)目在設(shè)備與電力設(shè)施投資、系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行、電價(jià)以及人工等方面還有進(jìn)一步下降空間，即便供暖費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)上漲已成必然趨勢(shì)，仍可有望將投資回收期控制在5年左右。“我們對(duì)這項(xiàng)技術(shù)在清潔供暖領(lǐng)域的推廣前景充滿信心。”關(guān)景偉說(shuō)。
“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(guó)北方地區(qū)全面強(qiáng)調(diào)清潔取暖的當(dāng)下，解決方案是否高效、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定，直接影響居民冬季生活的質(zhì)量。然而在東北地區(qū)，冬季漫長(zhǎng)嚴(yán)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(shù)路線非常有限。因此，當(dāng)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(jìn)清潔取暖工作的主流技術(shù)路線之一，因東北地區(qū)天然氣普及率低，采暖成本過(guò)高、政府補(bǔ)貼不堪重負(fù)，工作推進(jìn)非常緩慢。
以吉林省為例，有測(cè)算顯示，且不提建設(shè)成本，該省“煤改氣”鍋爐供暖運(yùn)行成本平均每平方米就超過(guò)53元，比本省當(dāng)前居民供暖高出近一倍。僅就長(zhǎng)春而言，如果大面積采用天然氣采暖，每年僅補(bǔ)貼運(yùn)行費(fèi)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(kāi)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(shù)路線有電直熱、耐火美磚固體蓄熱鍋爐、空氣源熱泵（熱風(fēng)機(jī)），以及蓄熱式電鍋爐采暖等。
公開(kāi)信息顯示，截至目前，吉林、遼寧、黑龍江東北三省均已出臺(tái)了電采暖的價(jià)格支持政策與補(bǔ)貼政策。
相比較之下，電直熱是公認(rèn)的效率最低、成本最高取暖方式；固體美磚蓄熱鍋爐所需儲(chǔ)熱溫度高達(dá)700—800℃，不僅安全性無(wú)法保證，且固體材料蓄熱性能衰減很快；其他如熱風(fēng)機(jī)、空調(diào)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(shí)際成效常常難以達(dá)成預(yù)期。
反觀分布式電蓄熱供暖技術(shù)，其規(guī)模大可到一棟樓宇，一個(gè)小區(qū)，甚至一片區(qū)域，小可至一戶人家，最大特點(diǎn)就是熱能就近利用?！坝捎诳勺畲蠡褂玫蛢r(jià)谷電，經(jīng)實(shí)踐證明，‘熱池’電供暖技術(shù)將成為經(jīng)濟(jì)可行的東北地區(qū)清潔取暖方式?！遍L(zhǎng)春賀邁新能源經(jīng)營(yíng)策劃經(jīng)理馬牧天對(duì)記者說(shuō)。
不僅如此，據(jù)測(cè)算，相變儲(chǔ)熱投資僅為蓄電池的20%。伴隨虛擬電廠、源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)運(yùn)行的深入發(fā)展，蓄熱式電供暖技術(shù)在為用戶暖冬的同時(shí)，其在電力輔助服務(wù)市場(chǎng)的價(jià)值還將進(jìn)一步釋放。
在馬牧天看來(lái)，特別對(duì)于熱需求比較大的東北地區(qū)而言，相變蓄熱電供暖技術(shù)如果得以推廣使用，對(duì)于發(fā)展提高清潔電利用比例，促進(jìn)新能源發(fā)展，減少棄風(fēng)棄光具有里程碑意義。
與此同時(shí)，結(jié)合東北農(nóng)村地區(qū)已經(jīng)建成的大量光伏扶貧項(xiàng)目，未來(lái)，如果能將“熱池”技術(shù)與光伏扶貧電站相結(jié)合，也將有望填補(bǔ)東北地區(qū)農(nóng)村清潔取暖市場(chǎng)空白，實(shí)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(lǐng)域熱利用解決方案
采訪中記者了解到，長(zhǎng)春理工大學(xué)實(shí)訓(xùn)樓供熱系統(tǒng)所采用的“熱池”電供暖技術(shù)由賀邁新能源科技（上海）有限公司自主開(kāi)發(fā)。截至目前，相關(guān)發(fā)明專利已申請(qǐng)20余項(xiàng)。
“正如電池的充放電一樣，‘熱池’技術(shù)可實(shí)現(xiàn)熱能的儲(chǔ)存和可控的釋放?！遍L(zhǎng)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(shè)置材料組合配方，溫度區(qū)間可根據(jù)不同場(chǎng)景需要設(shè)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(guò)測(cè)試的材料組合配方已有50多種。
據(jù)介紹，長(zhǎng)春理工大學(xué)實(shí)訓(xùn)樓供熱系統(tǒng)采用的蓄熱材料就將相變溫度設(shè)定在86℃，當(dāng)熱池溫度氏于86℃時(shí)由電鍋爐為熱池充熱，這時(shí)蓄熱材料由固態(tài)轉(zhuǎn)為液態(tài)；高于86℃時(shí)，熱池為采暖水加熱供建筑用熱，這時(shí)蓄熱材料由液態(tài)轉(zhuǎn)為固態(tài)。實(shí)踐表明，該相變材料熱轉(zhuǎn)換率超過(guò)96%。
從實(shí)際表現(xiàn)看，近年來(lái)，蓄熱式電暖器、蓄熱式電鍋爐等產(chǎn)品已在全國(guó)多地獲得廣泛應(yīng)用，技術(shù)可靠性在高寒高海拔的青海、西藏地區(qū)也已經(jīng)得到驗(yàn)證。
“‘熱池’技術(shù)在促進(jìn)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。”靖繼賢指出，清潔供暖領(lǐng)域之外，在工業(yè)領(lǐng)域蒸汽、烘干、冷鏈冷庫(kù)、以及電力調(diào)峰、光電光熱、航空航天等領(lǐng)域，該技術(shù)均有望開(kāi)創(chuàng)全新時(shí)代。
