
8月5日,中关村储能产业技术联盟第二十期公益主题沙龙——储热技术与商业化应用专题研讨会在中国科学院上海高等研究所召开,会议特邀中国科学院上海高等研究院黄伟光副院长、上海交通大学的赵长颖教授、中科院工程热物理研究所汪翔博士、北京今日能源科技发展有限公司张文亮董事长作为演讲嘉宾,与60多位储热领域专家学者与业界同仁共聚一堂探讨储热技术研究,解析商业应用模式。燃气轮机和余热发电、相变与热化学储热技术、相变储热技术应用案例等技术和案例均在会议中进行了详细的探讨。会后,主办方还安排与会者参观了今日能源承建的安靠封测的大型相变蓄冷项目和上海高研院示范项目。
储热(冷)技术研究 中国正在行动
电的生产、传输、消费在瞬间完成,很难大规模储存起来,意味着过程中不可避免地存在浪费。如果将其转化为热能储存起来,将能有效提高能源利用效率,提高经济效益。储热技术包括两个方面的要素,其一是热能的转化,它既包括热能与其他能源形式之间的转化,也包括热能在不同物质载体之间的传递;其二是热能的储存,即热能在物质载体上的存在状态,理论上表现为其热力学特征。同时并不单指储存和利用高于环境温度的热能,还包括储存和利用低于环境温度的热能,即日常所说的储冷。
“储热对我们来说是一个传统的技术,但是为什么目前变得这么火热?”中科院工程热物理研究所博士汪翔指出,因为储热技术已经上升为国家战略,太阳能热发电、分布式供能系统、还有“十三五”规划提出的能源互联网都与储热密切相关。说到能源过程中的提效,不到30%的能源效率现状将造成能耗很高、二氧化碳排放太大等诸多后果。因此要做一系列的节能和新兴技术的开发。据统计,世界90%现有的能源在开采、转换、输送和存储过程中都是跟热相关的。热的输送已经做得很好,但热存储还存在一些技术瓶颈。研究机构technavio2015年发布的研究报告指出,到2019年预计储热产业的收益将超过13亿美元。而国内也陆续在制订扶持储热产业发展的政策。
汪博士所在的储热中心最核心任务的是建大规模的储热测试平台,包括超低温蓄冷实验系统、中低温蓄冷实验系统(冷链物流等装置)、中温蓄热实验系统(区域供热、地板供热、化工行业的低温低压蒸汽)等。目前,超低温、中低温、中高温的平台已经建设完毕并对外开放,超高温平台正在建设中。
成熟的燃气轮机与正在摸索的相变储热领域
储热技术拥有巨大的潜在市场,无论是太阳能、核能还是工业余热,很多场合都需要和储热结合起来。中科院上海高研院黄伟光副院长结合团队正在开发的燃气轮机与余热发电项目进行了分析和市场展望。燃气轮机目前有比较好的发展机遇,各级政府部门都非常支持,尤其是上海市,将它列为重大科技创新的重点内容。小型的燃气轮机大部分用在是由于矿山(陆地、海上石油)、热冷电三联供以及城市的应急排水等。与相变储热技术的结合为小型燃气轮机提供了一个全新的解决方案,提高能效利用率,实现优势互补。
相较之下,相变储热技术则正处于研究示范阶段,开展相关研究的院校和单位也在迅速增加。
上海交通大学讲席教授、博导赵长颖表示,相变储热的优点主要是储热密度高,是储热领域重要的未来发展趋势。理想的相变材料需要考虑到很多因素,相变材料包括有机材料和无机材料、对于中高温的无机材料,还要考虑体积膨胀率、腐蚀性、导热系数等因素。其课题组开发了低成本的相变材料的制备,材料由多种硝酸盐按不同质量配比混合,经测试发现稳定性较好。同时也在开发相变材料导热能力强化的胶囊等。
走进市场的相变储热材料与系统
储热技术与材料研究密切相关,目前其研究重点开始转向有机相变材料和复合定形相变材料的研究开发。沙龙上,来自储热企业的代表北京今日能源科技发展有限公司的张文亮董事长,向大家介绍了其以多元复合相变储能材料为核心的储热产品,材料温度可以从-10度一直做到230度。今日能源在不同的温度和不同应用中都有相匹配的相变材料来满足用户的要求。
目前国内已有多家大型企业采用了今日能源的相变储能系统和节能方案。产业化的相变储能系统可以和太阳能、风能、潮汐能、地热、空气等可再生能源无缝集成,提高可再生能源的使用效率,减少碳排放。同时也可以和工业余热和废热进行匹配,例如把水泥厂、钢铁厂、化工厂的余热和废热通过移动运输的方式,达到节能为宝,节能增效的效果。
以中瑞产业园建筑蓄冷蓄热综合系统项目为例,通过采用封闭式大容量的相变储能装置,目的经济性和环保性非常突出。在夜间低谷电价阶段利用备用空调机储能,在白天高峰期释能,项可以减少约25%的空调运行费用,减少主机装机容量高达30-50%,同时也减少了设备初期投资费用。

- 最新评论
- 我的评论