多方評論稱，這一政策意味著儲能企業應用最廣泛的峰谷價差套利模式獲得官方認可，對儲能發展可謂“重大利好”。清潔供熱市場同樣將受益于峰谷電價政策，能夠有效利用峰谷電價差的儲熱式清潔供熱技術的黃金發展期已經來臨。

 

7月3日，國務院出臺《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》（簡稱《計劃》），從國家層面再次明確推行峰谷電價以支持清潔供熱。《計劃》鼓勵推行上網側峰谷分時電價政策，延長采暖用電谷段時長至10個小時以上。據行業內人士介紹，北京去年將谷電時段延長1小時，僅這個小小的舉措，一個采暖季便為其減少100多萬元的電費支出。

 

峰谷電價催生電供暖市場的火熱，業界對利用谷電蓄熱供暖的意識不斷增強。儲熱技術可以將谷電以熱的形式儲存起來并實現熱能的穩定輸出，峰谷電價的完善將使谷電蓄熱式電供暖技術直接受益，從根本上解決電采暖成本過高的問題。

 

事實上，儲熱型清潔供暖技術又可以細分為多種類型，多種不同技術路線的競爭和選擇將成為未來市場的一大特點。

 

 

 

固體儲熱系統以儲熱介質劃分，目前研究較多的有地下天然土壤(巖石)、混凝土、陶瓷材料、硅質材料、金屬材料、無機鹽復合材料等。

 

固體儲熱電鍋爐是一種較為常見的儲熱型供熱產品。其利用低谷電加熱儲熱介質，在電價平峰和高峰時段放熱提供蒸汽或熱水。常見的儲熱式電鍋爐一般以固體鎂磚為儲熱材料，其氧化鎂含量在90%以上。

 

圖：三野科技生產的10kV高壓固體儲熱機組

 

目前國內部分廠商生產的固體鎂磚儲熱機組產品中，有多種規格，最高電壓等級的有10kV高壓直入大功率固體蓄熱儲能熱水機組，其可以直接在10kV高壓等級下工作，可多組聯機使用，以滿足超大型現場的用熱需求。

 

圖：兆陽能源大規模混凝土儲熱系統（白色建筑）

 

在新型的固體儲熱技術開發上，北京兆陽能源技術有限公司已成功開發了一種混凝土儲熱系統，并在其廠區內完成了2017年首個供暖季的示范運行，經濟性和運行效果俱佳。

 

相變儲能技術能有效利用相變材料相變時吸收或者釋放大量潛熱并保持溫度恒定的特性，相變潛熱所蘊藏的能量比固體或者液體的顯熱大得多，可廣泛用于電力調峰、工業熱能回收利用、空調采暖制冷以及新能源等領域。

 

圖：常見相變材料

 

圖：基于華厚能源相變儲能技術的供熱解決方案原理

 

當前市場上的相變儲熱系統多采用模塊化設計，采用多元復合相變蓄熱材料，以江蘇啟能新能源材料有限公司的高密度高穩定性納米復合相變儲熱材料為例，其采用該技術的主要產品為熱庫，目前擁有80MJ、200MJ和650MJ三類產品，其宣稱1立方米熱庫儲熱約650MJ，相當于約180度電，經5000次循環后，儲熱能力為初始值的95.5%以上，在測量誤差以內無衰耗。

 

圖：啟能新能源的相變儲熱供熱系統

 

圖：今日能源展出的相變儲熱系統模型

 

 

熔鹽儲能供熱技術是利用熔鹽極佳的儲熱特性實現的，熔鹽儲熱在太陽能熱發電領域有成熟應用，在清潔供熱市場的應用還處起步階段。

 

 

圖：國內目前幾個典型的熔鹽儲熱供熱項目

 

以河北辛集市崇陽小區熔鹽綠色供暖項目為例，該項目于2016年5月開工，項目總投資1700萬元，全部建成后供熱面積可達13.3萬平方米，相當于一臺1310蒸噸鍋爐的供熱面積，每年可減排二氧化碳3537噸、粉塵131噸、二氧化硫11.1噸、氮氧化物9.67噸。

 

該項目采用了450噸低熔點熔鹽，安裝了兩個熔鹽罐，罐體尺寸為直徑8米*高4.5米，蓄熱容量37MWh，電加熱器最大功率為6343MWh。

 

圖：谷電加熱熔鹽儲熱集中供熱系統原理

 

目前一期工程已投入使用，供暖面積7.5萬平方米，可為700多戶居民供熱。2016年供暖季為首次供暖，熔鹽供熱成本每平方米為19元左右，對居民的取暖費定價為每平方米16.8元。據稱，因新樓第一年供暖耗電量較大，第二年供暖成本應該能控制在每平方米15元左右。

 

儲熱供熱系統利用夜間谷電制熱儲熱，其可以單體運行，也可以與常規電鍋爐、空氣源熱泵、工業余熱等配套運行。對于上述不同的儲熱供熱技術，可選用不同的配套方案。

 

儲熱系統單體運行模式，不需要單獨配置電鍋爐，而是將電加熱、儲熱裝置放置在一個結構中，儲熱材料封裝在柱形或球形的容器中，形成能量柱(球)，多根能量柱(球)置于水箱中，水箱中裝有電加熱器。

 

在夜晚低谷電時段，電加熱水將熱能儲存在相變材料中，為儲熱模式；白天加熱器停止工作，通過供暖水回路放熱，相變儲熱裝置中儲存的熱能用于加熱供暖水回路的水，供暖水回路的水通過用戶暖氣片為室內供暖，為放熱模式。這種儲熱供暖系統加熱器集成在儲熱裝置內的模式，成本低、節省空間，適合儲熱容量不太大的儲熱系統。

 

圖：谷電相變儲熱供暖系統（加熱器內置）

 

 

在谷電時段，可以利用電鍋爐直接供熱，同時利用儲熱系統儲熱。在峰電和平電時段內，不用開啟電鍋爐，直接利用儲熱系統儲存的熱量供熱。

 

 

從經濟性出發，與電鍋爐+儲熱系統類似，空氣源熱泵和儲熱技術相結合可能是儲熱式電采暖打開市場的可行方案，即利用空氣源熱泵替代電鍋爐作為熱源，在低谷電價時段運行，制得熱量儲存在儲熱裝置中，等高峰電價時段由儲熱裝置供熱。

 

當前，市場上的空氣源熱泵大多為低溫熱水泵，一般出水溫度45℃，但考慮到儲熱時的換熱溫差，熱泵的出水溫度至少應達到60℃~65℃，才能和儲熱裝置配合使用供暖。這可能是兩者結合并行發展的一大問題，但相信經過針對性研發，提高空氣源熱泵的出水溫度并不是太大問題，將空氣源熱泵和儲熱技術進行組合實施清潔采暖，比單純的采用空氣源熱泵可以更有效地利用峰谷電價差，實現低成本清潔采暖。

 

 

早在2015年，國家發改委發布的《余熱暖民工程實施方案》）就提出，“到2020年建成150個示范市（縣、區）。”而專家稱，目前真正成體系發展、叫得出名字的工業余熱供暖項目，北方目前甚至不超過10個。由此可見，工業余熱供暖大規模發展還存在一定阻礙。

 

工業余熱、廢熱數量驚人。這些能源具有間歇性、不穩定的特點。能量密度隨時間、季節變化、強度也不穩定。

 

余熱資源根據溫度的不同被分為高溫余熱資源、中溫余熱資源與低溫余熱資源。工業領域習慣把溫度高于600℃的余熱歸為高溫余熱，300~600℃的歸為中溫余熱，而把300℃以下的歸為低溫余熱。

 

根據相變材料封裝和工作方式的不同，應用于余熱回收的相變儲能系統大致可以分為熱管換熱器、蓄熱式相變儲熱系統、潛熱/顯熱復合儲熱材料三類。

 

圖：余熱回收+相變蓄熱系統

 

例如，今日能源的蓄熱式RTO煙氣余熱系統，可將涂裝車間RTO爐排出的高溫煙氣熱量通過余熱回收換熱器和相變蓄熱系統進行回收，將煙氣溫度降到100℃左右進行排空，回收的熱量對前處理槽液進行升溫使用，減少企業蒸汽的消耗量，節約能源，降低生產成本，增強企業市場競爭力。