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储能技术三大分支:热储能、电储能、冷储能

在众多储能技术中,热储能是最具应用前景的规模储能技术之一。储热技术是以储热材料为媒介,将太阳能光热、地热、工业余热、低品位废热等热能储存起来,在需要的时候直接利用或转化为电能,最大限度地提高整个系统的能源利用率。

熔盐储热是一种显热储热技术,利用材料在升温或降温过程中的温差而实现热能存储,在整个工作温度范围内,储热材料始终保持液态,具有温度极高、能量密度高、能量品质高的特点,是目前大规模中高温储热技术的首选。“三高”品质带来的高效储热、储冷性能不局限于常见的光热发电用途,通过国家电投中央研究院的自主创新,它还能够供热、供蒸汽,应用前景最广阔。图为熔盐储热供热台架。

中广核德令哈200万千瓦光热储一体化项目位于青海省海西州德令哈市光伏(光热)产业园区,项目总装机容量200万千瓦,其中光伏160万千瓦、光热熔盐储能40万千瓦,储能配比率25%、储能时长6小时。项目采用了光伏发电、光热熔盐储能相结合的可再生能源发电技术,通过塔式聚光集热、区域内弃风弃光余电利用,实现熔盐热能的高比率存储,并经盐水换热装置产生高温蒸汽推动汽轮发电机组发电,建成投产后年上网电量可达36.5亿度。图为项目工作示意图。

日常生活中,如果在杯子里倒一半开水、倒一半冷水,不久后,水就会变成温水。但有了水储热技术,冷水、热水就能在一个杯子里同时共存。这一切都归功于布水器,它既能够保障流动的水在一个杯子里,又能够保障冷热梯度不乱,形成又能储热、又能储冷的神奇“大杯子”,可以用它配合热电解耦、清洁供暖、灵活性改造等。效率超高、原理却超级简单的水储热技术是国家电投中央研究院自主掌握的关键技术之一,将斜温层厚度控制在了世界领先水平。

微晶冰储能是一种将水制成微晶冰以储存冷能的方式。微晶冰储能利用水凝结成微晶冰时的相变潜热,与水储能相比,微晶冰储能的储冷能力提高了10倍以上。夜间低谷电价时,制冷主机开机制冷,并以微晶冰形态将冷量储存于蓄冷设备中。待白天高峰用电时间,将储存于微晶冰中的冷量释放以供使用。该技术可对电网削峰填谷,节省60%左右的制冷费用。在制冷的同时,可将制冷系统排放的废热进行回收以制取45——95℃的热水供用户使用,将达到更好的节能、降费、减碳效果。该技术由中科院物理研究所研发,中粮集团旗下中粮工科北京事业部探索应用场景,并拟将其运用在后续工程项目中。

中国科学院院士,教授,西安交通大学学术委员会主任,国家太阳能光热产业技术创新战略联盟专家委员会主任委员何雅玲撰文指出,热储能技术作为一种能量高密度化、转换高效化、应用成本化的大容量规模化储能方式,将在构建清洁低碳安全高效的能源体系、构建以新能源为主体的新型电力系统、保障电力系统安全稳定运行等方面发挥重要作用。是未来规模储能的中坚力量,具有广阔的发展前景,在能源革命中发挥着重要作用。

现在是化石能源燃料出热,再出电。未来如果真是可再生能源,80%多都是直接出电,风电、光电、水电、核电,都是直接出电,然后你需要热的话,拿电力变为热。能源转换过程180度大转弯,掉过来了,都用电,都就没有污染的,把碳排放这些问题都解决了。但是用能方式就出现了巨大的变化,这么变化标志一个写是先出电,后出热。

为响应国家节能环保碳中和政策,解决冬季零碳清洁取暖,天帅智能科技股份有限公司近10年的研究积累,开发出了复合相变储能蓄热材料的制备和规模化生产工艺。为实现该项技术的成果转化和市场化应用,其核心的固态相变蓄热技术一经推出便赢得市场青睐,仅三年时间,采用该技术就已完成超过27个项目,快速成长为国内相变蓄热市场的领先企业。

相变储热清洁采暖市场广阔

相较于传统的显热蓄热,天帅智能科技相变储能蓄热技术具有更高的能量密度,蓄热和释热过程可控性好、原材料易得,具有较好的市场应用前景。这也是天帅智能科技将发展高能量密度、高经济性相变蓄热材料与技术作为公司核心产品和发力点的主要原因。

天帅智能科技核心的固态相变蓄热技术,通过复合成型,可以有效利用相变蓄热材料的相变潜热以及封装显热陶瓷材料的耐火度和稳定性,使其在高温相变状态下仍然保持原有的固态形貌,而且可以实现上千次循环且蓄热能力不发生较大衰减。也就是说,复合技术可以充分利用现有相变材料的优势,同时结合了显热蓄热材料原有的优势。

相变储能蓄热供暖市场是近年来新启动的一个市场,增长快速,但市场需要健康发展,各方应更加重视蓄热技术,推动成立相关的专业化技术委员会和标准委员会,建立从蓄热材料,蓄热装置,蓄热系统等一系列的标准和规范。为推动蓄热技术的良性发展提供顶层规划。

峰谷价差将进一步拉大蓄热将更具成本竞争力

国家峰谷电价优惠政策的出台,天帅智能科技股份有限公司相变储能蓄热供暖系统的经济性更加突出,运行成本进一步降低。因为公司的相变储能蓄热供暖设备是利用夜间低价的谷电进行储能蓄热,白天不需用电就能供暖,为国家电网削峰填谷的同时,节约了取暖费用。

国家能源局综合司最新发布的征求《关于解决“煤改气”“煤改电”等清洁供暖推进过程中有关问题的通知》再次提到,要认真落实《关于北方地区清洁供暖价格政策的意见》要求,在峰谷分时电价、阶梯电价、电力市场化交易等方面进一步加大工作力度。这对天帅智能科技相变储能蓄热供暖系统服务全国客户提供了重要的政策支持,对全社会节能环保也是利好信号。

凭借上述相变储能材料和技术,天帅智能科技目前可向社会提供成熟的供热解决方案(谷值电储能、废弃电力储能、太阳能储能)、供冷解决方案(谷值电储能、废弃电力储能、太阳能储能)、余热回收相变储能供热解决方案、相变储能烘干解决方案、相变储能恒温泳池解决方案、相变储能多级冷热连供解决方案等。

在我国北方,冬季通常采用传统的集中式供热。这种供暖方式虽然优点众多,但也有不足之处,如:一次投资费用大,运行成本高;无论是否需要,暖气始终全天供热;采暖期前后气温骤变时不能很好的调整供暖温度等。

与集中式相对应的分布式供暖是以新型清洁能源为主,具有损耗小、污染少、运行灵活,系统经济性好等特点。我们国家要做好煤改电工作,首先就要做分布式供热,而所谓的分布式其实是一个相对概念。比如大的热电联产化的供热公司,一个供热站或补热站的供热面积可达500万,甚至2000万平方米,而我们所指的分布式则是30万平方米以下为一个单元,最小供应面积可以到200平方米(入户型)。

截止目前,天帅智能科技股份有限公司已成功建设27个相变储能供暖、供热项目,天帅智能科技相变储能供暖解决方案优点很多,除了蓄热量大、寿命长、智能控制效率高、模块化便于安装这些必备优点,天帅智能科技的方案还可以为客户提供从设计、安装、到后期维护的一站式全服务链,在精准供热的同时,实现节能降本。

天帅智能科技正在凭借其创新性解决方案和产品,积极开发建设各种场景的相变储热应用新模式,近日公司再次成功拿下山西某单位煤改电供暖项目。天帅智能科技的最终目的是通过能源综合管理,解决传统能源枯竭及清洁能源产能过剩等问题;通过分布式能源为微电网建立能源大数据平台,联动用户,开创人类能源利用的新局面。

公司选择做相变储能系统,就希望把它做成一个长期持有的项目。为什么要长期持有呢?因为石油、天然气等外来能源局限性较大,煤炭又有污染,所以近年来国家提出煤改电政策,但西南西北的煤改电更夹杂一些清洁能源整改的问题,如弃风弃光。如果我们可以从大面积废弃的电力中接一条专线用于供暖,那么网、源、供暖都能进入市场。公司现在做项目希望运用长期的BOT(建设、经营、转让)、EMC(合同能源管理机制)、PPP(政府和社会资本合作)模式,走互联网+能源路线,搭建微网系统。再者,我们有自己的技术,有成本优势、技术优势,做长期运营则更加合适。虽然这样成本高,但是有利于公司长远发展。

近日,国家发展改革委、财政部、科学技术部、工业和信息化部和国家能源局五部委联合发布的《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》(简称《意见》)引发了能源行业从业人员的广泛关注。其中,《意见》提到要集中攻关包括相变储热材料与高温储热技术及储能系统集成技术在内的储能技术和材料、试验示范一批包括大容量新型熔盐储热装置在内的具有产业化潜力的储能技术和装备。

可见,相变储能技术不光拥有良好的市场发展前景,又逢政府指导性政策的适时出台。为了加快发展步伐并推动现有成熟相变储能技术快速实现商业化,天帅智能科技股份有限公司现公开招募合作方,扩大公司发展空间,共同占领储能市场份额,增强企业竞争力,验证商业模式,推动相变储热技术的快速发展,为祖国节能环保添砖加瓦。

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