如果大規(guī)模應用相變儲熱技術(shù)技術(shù)，可以為電力供給側(cè)的深度主動調(diào)峰、電網(wǎng)靈活性改造和用戶側(cè)儲能調(diào)峰發(fā)揮巨大作用，從而實現(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，實現(xiàn)火電廠熱電解耦，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)性問題。
每逢冬季供暖，能源緊張、供暖失衡、大氣污染等種種問題相伴而來。近來，一種創(chuàng)新的高效蓄熱技術(shù)引發(fā)業(yè)內(nèi)關注，它可以像儲電一樣把熱能儲存起來，等到有需要的時候再高效率地釋放出來。
目前，我國大氣嚴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“時間”上與需求端之間的矛盾。近年來的“煤改氣”與“煤改電”初見成效，但問題不少?！懊焊臍狻彪y以承擔主要采暖任務，因其在能源安全以及對基礎設施的依賴性上存在根本性問題，所謂“氣荒”就是因此而來；同時，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備選型混亂，技術(shù)先進性不夠，運營成本高，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備被浪費。據(jù)統(tǒng)計，2016年我國風電棄風量達到496億千瓦時，若將其中一半用于供暖，可以供5億平方米。
具體而言，我國電力供應大量“結(jié)構(gòu)性”富裕，夜間谷電更是遠超需求。2017年，寧夏棄風棄光量明顯降低，但仍然高達12.3億千瓦時，若將其全部用于冬季采暖，可供1100萬平方米面積，減煤36萬噸。
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%。我國的工業(yè)余熱應用還停留在初步階段，重點在于高溫余熱的發(fā)電應用，大量的“低品位廢熱”直接被排放。據(jù)天津能源集團統(tǒng)計， 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)濟價值，減煤300萬噸。
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)，無法對熱網(wǎng)進行智能調(diào)節(jié)和冗余備份。此外，隨著各地城鎮(zhèn)化工作的推進，大量新建區(qū)域缺乏及時配套的熱力供應，一方面是資金問題，更難以解決的是原有熱力主管網(wǎng)輸熱能力不夠的問題。
江蘇啟能新能源董事長王鈜博士表示，能源的生產(chǎn)與需求在時間、空間的不平衡，決定能源的有效雙向流動離不開高效能的儲能設備。高效儲能技術(shù)可以廣泛應用于大氣污染治理，可再生能源消納與電能替代等領域。
據(jù)介紹，江蘇啟能新能源專注于高效儲能技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)。其開創(chuàng)了世界領先的高密度、低成本、高效能的大規(guī)模相變儲熱技術(shù) （相變儲熱原理是利用材料相變（固態(tài)-液態(tài)）時能吸收或釋放大量潛熱的特性），儲能密度與動力鋰電池相似，但成本只有其1/20。啟能在材料開發(fā)方面的最大貢獻是解決了相變材料的循環(huán)穩(wěn)定性問題，材料循環(huán)使用7000次以上無衰減，測試結(jié)果獲得了國內(nèi)和國際權(quán)威機構(gòu)的認證。 通過啟能的“高效儲熱技術(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)模補貼也可實現(xiàn)經(jīng)濟效益。
如果大規(guī)模應用該技術(shù)，可以為電力供給側(cè)的深度主動調(diào)峰、電網(wǎng)靈活性改造和用戶側(cè)儲能調(diào)峰發(fā)揮巨大作用，從而實現(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，實現(xiàn)火電廠熱電解耦，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)的相變儲熱設備模塊——熱庫，集安全、清潔、靈活、耐用、低成本于一身。由此相繼開發(fā)了智能分布式谷電儲熱供暖系統(tǒng)、移動熱庫系統(tǒng)、農(nóng)村戶用供暖系統(tǒng)等，可利用峰谷電差價，大幅降低用戶運行費用，也可通過存儲、搬運工業(yè)余熱至客戶端用于供暖。啟能熱庫采暖技術(shù)在運營成本和初期投資上都具有很好的市場競爭力，在華北地區(qū)初始投資相比市政采暖或燃氣管網(wǎng)配套費低5－30%，運營成本相比傳統(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1400萬平米采暖數(shù)據(jù)，如果使用熱庫陣列進行需求側(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70億平方米的集中供熱面積來測算，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充問題，相當于節(jié)約投資800億元。
目前，啟能已經(jīng)成功實施了近200個熱庫分布式供暖項目，供暖面積超過500萬平米，涉及大型商業(yè)綜合體、寫字樓、學校、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)不需要熱力或燃氣管網(wǎng)基礎設施、無燃燒無排放、常壓運行、自動實時監(jiān)控，平均每年消納谷電1.5億千瓦時，減煤10萬噸，在降低運營成本同時實現(xiàn)節(jié)能減排。
原標題:熱儲能創(chuàng)新技術(shù)帶來供暖變革
