已經(jīng)連續(xù)下了一周的綿綿細(xì)雨，空氣格外潮濕。60歲的劉老漢揮動著關(guān)節(jié)腫大的手，招呼一家人圍坐在木炭盆旁看電視。木炭盆上搭著一個木頭做的四方架子，架子上是一塊方方正正的棉被。這是襄樊當(dāng)?shù)?，乃至中國南方世代相傳的一種取暖方式。
如今，隨著電取暖器和空調(diào)的普及，木炭取暖在中國南方逐漸消失。
“（電取暖器和空調(diào)）還是沒有木炭的效果好。主要是南方?jīng)]有暖氣。”劉老漢早年間在北方打過工，他始終覺得南方用的電暖氣太過干燥還特別耗電，空調(diào)更是因在潮濕氣候里表現(xiàn)不佳而早早的被他舍棄。
劉老漢的小女兒手上拿著一個暖手寶。這是近年來剛剛開始流行的一種取暖器具，還是劉老漢在北京工作的兒子寄回來的。
由于沒有暖氣，中國南方的每一個冬季都是濕寒滲骨的，長凍瘡、患風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的老年人明顯多于北方。
不過，這一情況或許將隨著德國圖林根州HM散熱器制造公司總經(jīng)理克里斯蒂安·莫（Christian Muhr）的中國之行而有所改善。
“熱電池的創(chuàng)意來源于暖手寶。” 50歲的克里斯蒂安·莫對《中國產(chǎn)經(jīng)新聞》記者說。2012年11月23日，他帶著負(fù)責(zé)法國市場業(yè)務(wù)的女兒瓦雷阿努·依奧阿娜來到北京,長安街旁北京飯店的一家咖啡廳里，幾位中國市場的客戶正等著他們。
亞麻發(fā)色的克里斯蒂安·莫有著中國人標(biāo)準(zhǔn)里的高大身板，說起話來卻細(xì)聲細(xì)氣，以至于總要低低的傾一下腰，好像這樣更加能夠讓人聽清楚他低速的聲音，為了盡可能解釋明白熱電池的原理，他特地帶來了中德兩位翻譯。
自從30年前完成法律專業(yè)的學(xué)習(xí)后，克里斯蒂安·莫就一直在德國最大的家族企業(yè)里工作，這是一家從1962年開始就生產(chǎn)鋼制散熱器的公司。到了1994 年，在德國的丁根施塔特，克里斯蒂安·莫負(fù)責(zé)的專門從事高品質(zhì)品牌散熱器生產(chǎn)的HM散熱器制造公司正式投產(chǎn)。至今，HM公司生產(chǎn)的散熱器已經(jīng)超過了500萬組。
正是基于這樣的基礎(chǔ)，以鹽作為存儲介質(zhì)來存儲熱量，由位于德國鮑茨內(nèi)耳的Rawema Countererade產(chǎn)品研發(fā)公司和HM散熱器制造公司共同開發(fā)研制,熱電池被制造了出來。
之前在接受德國MDR電視臺的采訪時，克里斯蒂安·莫說，兩年前，當(dāng)熱電池創(chuàng)意的發(fā)明者第一次來拜訪他的時候，他的第一個反應(yīng)就是，這可能又是一個瘋狂的人來推銷他瘋狂的創(chuàng)意，并且要尋找一個瘋狂的投資者。
但是雙方接觸后，對方的創(chuàng)意打動了他。
經(jīng)過兩年多的基礎(chǔ)研究，目前熱電池研發(fā)工作已經(jīng)進(jìn)入了最后的沖刺階段。到2011 年底，產(chǎn)品和制造技術(shù)將為批量生產(chǎn)做好準(zhǔn)備。在Rawema 公司總經(jīng)理安德利亞斯·高爾普斯看來，熱電池有著巨大的潛能：“熱電池處于一個充滿希望的發(fā)展開端，就相當(dāng)于80年代初的風(fēng)渦輪機(jī)。”
“塑料暖手包里裝的是液態(tài)鹽和一個金屬片。只要捏一下金屬片，液態(tài)鹽就開始了晶體化的過程。這時候，熱手包的溫度就開始上升，達(dá)到56 ℃。等到完全冷卻后，熱手包里的鹽就變成了固體。如果我們把它放進(jìn)沸水加熱，熱手包里的鹽就又變成了液體，直到再次捏動金屬片，發(fā)出釋放熱能的指令為止，它會一直以液體的形態(tài)存在。”克里斯蒂安·莫說。
實(shí)際上，這種儲存并釋放熱量的原理，并非新的創(chuàng)意。但是長期以來一直無法解決的問題是，如何有效地儲存熱能，又如何最大化地發(fā)揮這種熱能的效用。
按照HM公司的研究，熱電池由熱源、一個可變數(shù)目的潛熱儲存、控制單元和熱交換器構(gòu)成。研發(fā)者最終的理想構(gòu)想是，既要有足夠的能源可用，又要避免在熱量的儲存方面使用化石能源。
如果用熱電池同蓄電池做一個比較，那么，蓄電池是用來蓄電放電，循環(huán)往復(fù)；而熱電池是用來儲熱放熱，循環(huán)往復(fù)。二者的工作過程大致相同，都是攝入能量，放出能量，但是一個攝入放出的是電能，另一個攝入放出的是熱能。在這個意義上來講，熱電池和電毫無關(guān)系。我們所說的給熱電池充電，其實(shí)就是指把熱能儲存在熱電池里面。
“在日照充足的日子里，太陽能所產(chǎn)生的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于我們的需求。同樣，風(fēng)能也會產(chǎn)生過剩的能源。甚至熱電廠、工廠、垃圾焚燒廠等。在夏季，因?yàn)楣┐笥谇?，所以大量的余熱都被白白浪費(fèi)掉了。熱電池最大的優(yōu)勢就在于，它可以把這些過剩的熱能儲存起來，一直到我們需要它的時候，再把它釋放出來，用它來加熱暖氣或者生活用的熱水。”
克里斯蒂安·莫拿出隨身帶的ipad，打開圖畫板，用紅、黑、綠三種顏色標(biāo)注著儲能釋放的過程：“全年供熱過程可分為3個階段。第一階段（5 月1 日至11 月15 日）：太陽能集熱器提供所需要的熱量和熱水，并給潛熱儲存裝置儲存能量。到本階段結(jié)束時，儲存裝置至少可以蓄滿95%的能量；第二階段（11 月15 日至3 月15 日）：所需要的熱量將由潛熱儲存提供（每個儲存罐約10 千瓦/小時）。其中，一部分熱水和供暖來自太陽能集熱器和不間歇地充蓄能量的潛熱儲存。在一般情況下，能量需求量約為20 千瓦時/天，假如冬季長期沒有日照，有可能需要在本階段的末期使用增強(qiáng)功能；第三階段（3 月15 日至4 月30 日）：熱量需求和熱水可以通過太陽能集熱器和潛熱儲存共同提供。”
就廣義而言，熱電池是指一套完整的設(shè)備，它包括能量來源、潛熱儲存系統(tǒng)和熱量分配。就狹義而言，熱電池實(shí)際上是指潛熱儲熱系統(tǒng)，即潛熱儲存 + 熱量分配 + 熱量控制。
熱電池的概念既是指由若干儲存容器組成的集合體，也是指單個的儲存容器。儲存介質(zhì)被儲存在容器中，換熱器、儲存器外殼和其他所有與鹽混合物接觸的材料，均采用不銹鋼材(3517,-14.00,-0.40%)質(zhì)。存儲介質(zhì)為醋酸鈉，它不會對環(huán)境構(gòu)成任何危害。
熱量分配可通過傳統(tǒng)風(fēng)格的散熱器或者平面散熱器/地?zé)嵘崞鱽磉M(jìn)行。增強(qiáng)功能提供了這種可能性，在需要時，可以通過混合型散熱器使用常規(guī)能源同時供暖。熱電池可以配置為全天候供熱，也可以根據(jù)情況配置為部分供熱。配置為全天候供熱時，應(yīng)根據(jù)最壞的情況和最好的情況分別加以考量。所謂最壞的情況，就是要將冬季時間設(shè)想為最長，還要再加上相應(yīng)的保險(xiǎn)系數(shù)。在這種情況下，所需要的投資要比按照最好情況的設(shè)置多30%-40%。如果按照最好的情況來配置，則需要有增強(qiáng)功能，以便在需要時可以采用常規(guī)能源同時供熱。
基于這樣的想法，蓄熱過程所必需的熱量可以計(jì)劃由太陽能光熱系統(tǒng)提供，也可以是熱電廠余熱或工業(yè)余熱。
“這實(shí)際上是對過剩能源的再利用。”借助兩位翻譯，克里斯蒂安·莫準(zhǔn)確地解釋著熱電池的原理和功用。“熱電池在熱量儲存上的突破，在于它采用了模塊的方式。一個裝滿鹽的密封罐，就是一個模塊。熱電池沒有固定的大小，它可以由幾個模塊組成，也可以由幾十個，上百個，甚至更多的模塊組成。所以，熱電池可以根據(jù)建筑物的大小、根據(jù)安裝地點(diǎn)的日照情況，根據(jù)在多大程度上依賴熱電池來取暖和加熱生活用水的打算，來確定模塊的數(shù)量。而且既然是模塊，所以可以隨時根據(jù)需求來增加模塊數(shù)量，而且如果一個模塊發(fā)生故障，也便于維護(hù)保養(yǎng)。”
模塊化究竟還有什么優(yōu)點(diǎn)呢？克里斯蒂安·莫解釋道，可以按照需求來決定應(yīng)該釋放多少能量。這是以前的研發(fā)者所無法做到的。暖手包，你只要給它一個釋放熱能的指令，它就將塑料袋里的液體鹽全部變成了晶體。液體鹽的儲存罐也是如此，不管罐子是大還是小，只要給它一個釋放熱能的指令，它就會將整罐的液體鹽全部變成晶體，釋放出全部熱能。這些熱能如果不能全部派上用場，那就會被白白地浪費(fèi)掉。打個比方，模塊化就像是把食物分成份飯，每頓取食一份。而過大的容器就像是一頓必須將一鍋飯吃完，吃不完就必須倒掉。
此外，模塊組合的方式更有利于在過渡季節(jié)和冬季儲存熱能。夏天，日照的天數(shù)多、時間長，所以熱電池有足夠的時間來把晶體鹽熔化為液體，將熱能儲藏起來。但是在過渡季節(jié)和冬季，日照時間短，而且云靄天氣也多。在這種條件下，模塊（儲鹽罐）因?yàn)槠浜侠淼娜莘e，可以在較短的時間完成熔化儲熱的工作。
打個比方，我們給10個人燒開水，一杯一杯地?zé)?，第一，每一杯所需要的時間短，第二，即便火力減弱，無法讓每個人都喝到開水，但是最起碼其中有幾杯水已經(jīng)燒開了。沒有燒的那幾杯水，明天可以接著再燒（這就像10 個模塊，一個一個地讓它儲熱，雖然無法讓10個模塊在日照消失之前都完成把晶體鹽變成液體鹽的儲熱工作，但是最起碼其中的幾個模塊可以做完工了。其他的模塊可以明天繼續(xù)）。假如給10 個人燒一鍋開水，如果火力足夠，那大家皆大歡喜。如果火力太弱，不能把水燒開，那么今天大家誰也沒有開水喝。只好明天重新點(diǎn)火，重新開始把冷水加熱的過程（如果不是模塊，而是一個大儲存罐，今天沒有能夠把所有的晶體鹽熔化為液體，只能明天再重新加熱，這個過程和昨天一樣長）。
“10年前，我第一次來中國，看到人們對暖氣的使用還是一種比較浪費(fèi)的方式。有些人家里供暖太熱，就將窗戶打開降低溫度，這完全就沒有考慮到供暖所消耗的能源。那個時候，我也沒有看到供暖設(shè)備上有可以控制溫度、調(diào)解供暖程度的方式。” 發(fā)現(xiàn)問題，克里斯蒂安·莫實(shí)際上也就發(fā)現(xiàn)了市場。
2001年，在中國大連，HM公司成立了一家合資企業(yè)——大連海鑫散熱器制造有限公司。
盡管這是一家中方控股的企業(yè)，但是，“大連海鑫就是HM，HM公司就是大連海鑫。”克里斯蒂安·莫比畫著手勢強(qiáng)調(diào)道。“我們的散熱器是在德國批量生產(chǎn)。德國制造就是我們的品質(zhì)保證。”
德國品質(zhì)，中國市場。這是克里斯蒂安·莫對公司未來發(fā)展的寄托。“中國政府在近年來，對生態(tài)環(huán)境、節(jié)約能源以及綠色環(huán)保方面的規(guī)劃越來越多，展現(xiàn)給世界的決心也非常大，實(shí)際措施和政策也很有力度。中國將可能成為HM公司最大的出口市場。”
在HM公司的網(wǎng)站上可以明顯地發(fā)現(xiàn)，這個極其簡約卻又賦予豐富內(nèi)容的網(wǎng)頁上方，7面國旗代表7個不同國家的語言，中國在第五位，排在德、英、法、俄羅斯之后，在橫跨歐亞兩洲的土耳其和毗鄰德國的比利時之前。
近年來，中國不斷提高對新能源和節(jié)能降耗的重視，也讓HM公司對中國市場越來越重視。
中共十八大會議上，時任中共中央總書記的胡錦濤在報(bào)告中提到“要節(jié)約集約利用資源，推動資源利用方式根本改變，加強(qiáng)全過程節(jié)約管理，大幅降低能源、水、土地消耗強(qiáng)度，提高利用效率和效益。推動能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命，控制能源消費(fèi)總量，加強(qiáng)節(jié)能降耗，支持節(jié)能低碳產(chǎn)業(yè)和新能源、可再生能源發(fā)展，確保國家能源安全”。
“我們預(yù)計(jì)熱電池的需求量在中期內(nèi)會迅速增長。我們當(dāng)然會跟進(jìn)在主要市場就近建立生產(chǎn)基地的工作，在某些的情況下，也可以考慮采用授權(quán)生產(chǎn)的方式。”克里斯蒂安·莫這樣說。
克里斯蒂安·莫認(rèn)為，盡管德國在太陽能實(shí)際利用方面走在中國前面，暖通專業(yè)技術(shù)人才較多，中國在這一領(lǐng)域的人力資源暫時還不夠。但是，中國有一個最重要的方面是，中國人觀念的轉(zhuǎn)變比歐洲人要快。
“現(xiàn)在浪費(fèi)能源的人越來越少，中國老百姓也已經(jīng)有了節(jié)能減排的意識。” 10年中，克里斯蒂安·莫對中國的印象每一次都在改變。“中國用30多年的時間做到了很多歐洲上百年時間才做到的事。這就是源于觀念的轉(zhuǎn)變。”
“我們充滿了對中國新能源政策的期待，但是要改變中國消費(fèi)者觀念還需要重視三個方面。”克里斯蒂安·莫認(rèn)為。“首先要讓消費(fèi)者知道能源從哪里來、還剩多少，要讓消費(fèi)者具有能源危機(jī)意識。其次，應(yīng)當(dāng)通過可以直觀感受的方式和工具，例如可以控制每個單獨(dú)房間供暖的閥門，讓消費(fèi)者知道正在消耗的能源和所需要承擔(dān)的費(fèi)用，培養(yǎng)合理消費(fèi)的觀念；最后，也是最為重要的是，政府在制定鼓勵使用新能源、可再生能源的政策時，要清楚地讓消費(fèi)者知道，能源節(jié)約使用的現(xiàn)狀、目的、將來和如何控制。”
從節(jié)能環(huán)保的視角來看，克里斯蒂安·莫認(rèn)為熱電池的意義在于：首先，在熱能的取得方面，它可以幫助我們部分或者全部擺脫對石油化工能源的依賴。這里面當(dāng)然有一個成本的問題。如果要全部不依賴石化能源，那就需要按照最冷的冬季、最少的日照的條件來確定模塊的數(shù)量。當(dāng)然模塊越多，成本就越高。如果按照正常的冬季氣候，即按照最好的情況來設(shè)置熱電池，所用的模塊數(shù)量會減少，自然成本也會跟著降低。但是萬一這個冬季天氣比預(yù)想的要糟糕，就有可能出現(xiàn)這種情況——采暖期還沒有結(jié)束，但是熱電池因?yàn)檫@個冬季日照不足無法“充電”，而上一個夏季儲藏的熱能也將告罄。所以，如果按照正常的冬季來設(shè)定熱電池的大小，就要考慮到相應(yīng)的補(bǔ)救措施，比如采用電水兩用的散熱器、備用的壁掛爐或其他可以加熱的設(shè)施度過采暖季的最后幾天。
其次，如果要把熱能儲藏在鹽里面，首先必須給鹽加熱，讓它變?yōu)橐簯B(tài)鹽。而這個加熱的過程需要能源。要么是電，要么是油，要么是燃?xì)?。而熱電池可以幫助我們擺脫電網(wǎng)、輸送油氣的網(wǎng)絡(luò)的約束，因地制宜地解決儲存熱能所需要的能源。小到一家一戶，大到一個小區(qū)，一個村鎮(zhèn)，都能在熱電池的幫助下，充分利用當(dāng)?shù)剡^剩的能源，以達(dá)到分散儲存熱能的目的。
“這樣，就再也不會出現(xiàn)供暖過熱打開窗戶降溫的情況了。”克里斯蒂安·莫對幫忙將HM公司網(wǎng)站翻譯成中文的中國朋友楊耘說。
