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    相變儲熱技術的發展和應用

    鉅大LARGE  |  點擊量:5038次  |  2018年05月21日  

    摘要
    文章講述儲熱技術的應用及今后的發展情況分析。

      2015年6月3日,由國家能源局指導,中關村儲能產業技術聯盟(CNESA)與杜塞爾多夫展覽(上海)有限公司共同主辦的“儲能國際峰會2015”在北京召開。今日能源科技發展有限公司董事長張文亮在會上發表主題演講,以下為演講內容。

      今日能源科技發展有限公司董事長張文亮

      各位來賓、各位領導、各位新朋友和老朋友,很高興又在一年一度的儲能峰會上和大家見面。今天我要從以下四個方面與大家進行分享:

      一、能源互聯網和儲能技術

      今年以來,我們行業內談論最多的有兩件事,一個是新電改,一個是能源互聯網。其中,新電改開啟了全國的億萬電網市場,為能源互聯網的發展鋪平了道路。

      由于我國石油對外依存度增長過快,以及傳統電網存在一些安全隱患,發展以分布式可再生能源互聯互通為本質的能源互聯網,將是我們未來的大勢所趨。

      所謂能源互聯網,是指在現有配電網基礎上,通過先進的電子和信息技術,融合大量的分布式可再生能源發電裝置和分布式儲能裝置,實現能源和信息流動的高效能源結構。

      能源互聯網的主要目的是要降低我們人類獲取能源的成本。在新的能源結構里,因為可再生能源發電具有間歇性和不穩定性的特點,其發電會導致電源不穩定,同時會對電網造成一定的沖擊,因此需要配套一定比例的儲能,穩定可再生能源電站的出力。

      在波峰、波谷電價差較大的地區,增加儲能應用會讓可再生能源更具經濟性。另外,在傳統能源系統中,如果增加儲能裝置,可以解決現在生產能源和使用能源在時間、空間上的不匹配問題,從而達到優化能源配置,提高能源使用效率的目的。

      二、儲能技術的發展前景

      儲能被分為電儲能和熱儲能兩大類。其中,電儲能有電池儲能、電器儲能和化學儲能等方式。根據2014年儲能產業白皮書,預計到2020年我國儲能市場可能會達到137GW。但是目前我國儲能市場99%被抽水蓄能占據,預計2020年能達到70GW。因此我們還有67GW的空間,將由新型的儲能方式填補空缺。

      目前,我國新型儲能裝機量只有81.3兆瓦,到2020年的時候,新型的儲能技術將有1000倍以上的市場發展空間??稍偕茉春头植际侥茉创罅拷尤?,新能源發電比例不斷提高,對電網的沖擊都需要儲能來參與和解決。儲能技術在未來將是協調這些問題至關重要的一環,儲能環節將為整個未來的能源互聯網的發展起到關鍵的作用。

      三、相變儲熱系統

      如果跳出用電的范疇,儲能的概念可以進一步擴展為儲熱。

      我們曾做過電儲能和熱儲能的對比:電儲能清潔、傳輸簡便、轉換靈活高效;而儲熱的優勢和特點,在于為用戶提供需求側的制冷、制熱差別感受。

      儲熱又分為潛熱儲熱和顯熱儲熱。潛熱儲熱也叫相變儲熱,相變材料的溫度在不斷升高過程中,達到了相變點的時候,它的物理狀態發生了改變,而它的溫度在相變結束前幾乎不發生改變,同時大量的相變熱被釋放或者吸收進來,產生了比較寬的溫度平臺。

      相變材料按物理狀態可分為固液相變和固固相變,其中固液相變的應用更多,具體又分為無機、有機和復合相變材料;按溫度來分可以分低溫、常溫和高溫材料,其中,20℃-200℃我們稱為常低溫相變材料,200℃-1000℃我們稱為高溫相變材料。

      我們公司的相變儲熱系統的第一個特點是應用廣泛,可以和不同的冷熱源配合使用,可以和太陽能、風能、潮汐能無縫集成。由于可再生能源具有波動性和間歇性,如果配備大容量相變儲熱系統,可以有效地減少碳排放。另外還可以與余熱配合使用,比如我們可以把附近的水泥廠、化工廠的余熱利用起來,提高能源使用效率,達到變廢為寶、節能增效的目的。

      相變儲熱系統的第二個特點是可以實現大容量儲熱。系統中的所有單元都是可以串聯的,最大的可以達到500兆瓦時以上的熱容量。我們可以根據用戶對熱量的需求,配置不同的溫度使用單元。

      第三個特點是換熱系統非常高效。第四個特點是所有材料都綠色環保,導熱性好,而且材料可以反復使用。

      四、應用案例介紹

      第一個案例是中瑞產業園。這是由中國和瑞士商務部重點合作的項目,今年上半年已經在江蘇省鎮江新區開工建設,面積達到22萬平方米。

      我們使用了50度相變材料提供熱煤水,共提供了110個模塊化的Powerbox,采用全面的儲熱和儲冷模式。這個項目每年可以為用戶轉移高溫電量120萬千瓦時以上,初裝費用方面減少了30%,而且實現了削峰填谷,間接減少了二氧化碳排放量。

      第二個案例是上海的一家半導體封裝企業。在這個項目中,我們利用儲能系統減少企業在電價高峰期的運行時間,每年為客戶轉移460萬度以上的高峰電,節約電費387萬元。

      第三個案例,我們在福朋喜來登使用了大容量的相變儲熱、儲冷以及智慧能源儲熱系統,用多能互補能源系統提高能源使用效率,打造了綠色能源低碳的環保生態型酒店。

      我們一直在儲熱產業努力和探索,我們也歡迎國內外專家、同行和我們進行交流、合作。謝謝!

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