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一進入冬季，各種便捷式取暖神器便會在市場上火熱起來，其中一種叫“掰掰熱”的暖手寶已在市場暢銷很多年。這種暖手寶只需輕輕一掰即可均勻發熱，冷卻后變為固態，在熱水里一泡又恢復為原來的液態，供重復使用。

誰(shui)曾(ceng)想(xiang)，這種(zhong)基于“相變蓄熱(re)”的小(xiao)小(xiao)暖(nuan)(nuan)手寶同(tong)類技(ji)術(shu)理念竟已用在了(le)更大(da)的取(qu)暖(nuan)(nuan)舞臺——相變蓄能(neng)電供暖(nuan)(nuan)（下稱,電蓄熱(re)“熱(re)池(chi)”技(ji)術(shu)），為東北地(di)區清潔取(qu)暖(nuan)(nuan)提供了(le)新(xin)思路(lu)，也為促進(jin)新(xin)能(neng)源利用開辟了(le)新(xin)路(lu)徑。

于2017年投運的長春(chun)理工大學(xue)基(ji)礎實驗(yan)(yan)實訓中心(xin)分布(bu)式蓄熱(re)供(gong)(gong)(gong)暖(nuan)項(xiang)目(mu)（下稱，長春(chun)理工大學(xue)實訓樓供(gong)(gong)(gong)熱(re)系(xi)統），作為迄今國內緯度最高、東北(bei)(bei)地區(qu)在案統計(ji)規模(mo)最大的相變蓄能電供(gong)(gong)(gong)暖(nuan)項(xiang)目(mu)，以及(ji)吉林省電供(gong)(gong)(gong)暖(nuan)產業的重點(dian)示(shi)范項(xiang)目(mu)，已經(jing)成(cheng)功運行了4個供(gong)(gong)(gong)暖(nuan)季(ji)。事實證明，其經(jing)受住了東北(bei)(bei)嚴寒地區(qu)的環境考驗(yan)(yan)，成(cheng)為高寒地區(qu)實施(shi)清潔取暖(nuan)的有(you)效可行方案。

發力谷電供暖，最大化提升電采暖經濟成效

11月的長春，溫度已低至零下9℃，寒(han)(han)意甚濃。作(zuo)為典(dian)型的東(dong)北高寒(han)(han)地區城市，長春按統一規定已于(yu)10月20日正式啟動冬季供暖。

11月13日下午，在(zai)長春(chun)理工大學(xue)實訓樓供熱(re)中心，辦(ban)公(gong)區暖(nuan)意(yi)融融。在(zai)與辦(ban)公(gong)區僅(jin)一門(men)之隔的機房，電鍋爐正在(zai)帶動整個供暖(nuan)系(xi)統有(you)序(xu)運轉(zhuan)。耳邊雖有(you)機器轟鳴，卻讓記者(zhe)感受到暖(nuan)暖(nuan)的安心。

據項目運行(xing)方——賀(he)邁新能(neng)源科技（長春(chun)）有限公(gong)司（下稱(cheng),長春(chun)賀(he)邁新能(neng)源）副總(zong)經理(li)關景(jing)偉向(xiang)記者介紹，供熱中心設(she)備總(zong)投(tou)資760萬元，配(pei)置3臺760kW電鍋爐，與100臺HM-059H500型(xing)熱池系(xi)統、相應控(kong)制系(xi)統，以及電力設(she)施(shi)熱力管(guan)網(wang)建設(she)等。

供(gong)熱中心所服(fu)務的長春理工(gong)大學實(shi)訓樓總高42.6米,包含地上(shang)10層、地下局部一(yi)層，建(jian)筑(zhu)面積近3.9萬平(ping)方(fang)米，實(shi)際供(gong)暖(nuan)面積超過(guo)4.8萬平(ping)方(fang)米。項(xiang)目(mu)于2017年供(gong)暖(nuan)季(ji)投入運行，當(dang)年即通過(guo)吉林省能(neng)源局等(deng)五廳(ting)局聯合審核，被列(lie)為(wei)吉林省電供(gong)暖(nuan)產(chan)業(ye)的重點示范項(xiang)目(mu)。四年來，該供(gong)熱項(xiang)目(mu)高效(xiao)、經濟保(bao)障了整棟建(jian)筑(zhu)的冬季(ji)獨(du)立穩定用熱。

“我們采(cai)用(yong)電(dian)(dian)蓄熱(re)(re)(re)‘熱(re)(re)(re)池(chi)’替代(dai)市政熱(re)(re)(re)源，以(yi)末(mo)端散熱(re)(re)(re)片或(huo)地(di)暖(nuan)進(jin)行供(gong)(gong)(gong)暖(nuan)。白天(tian)峰電(dian)(dian)時段(duan)由熱(re)(re)(re)池(chi)給(gei)建筑供(gong)(gong)(gong)熱(re)(re)(re)；夜(ye)間谷(gu)電(dian)(dian)時段(duan)，電(dian)(dian)鍋(guo)爐在(zai)給(gei)建筑供(gong)(gong)(gong)暖(nuan)的同(tong)時，也(ye)為熱(re)(re)(re)池(chi)充熱(re)(re)(re)。在(zai)緊急停電(dian)(dian)時，也(ye)可啟動后(hou)備電(dian)(dian)源給(gei)系統(tong)和循環(huan)泵供(gong)(gong)(gong)電(dian)(dian)，由熱(re)(re)(re)池(chi)直接給(gei)建筑供(gong)(gong)(gong)暖(nuan)。”關景(jing)偉說(shuo)。

記(ji)者了解到，根據吉林省物價(jia)(jia)局(ju)發布的(de)蓄熱式電(dian)采暖價(jia)(jia)格政策，長(chang)春理工大學實(shi)訓樓供熱項目電(dian)價(jia)(jia)在平時(shi)段每(mei)度電(dian)為(wei)0.54元(yuan)，峰電(dian)時(shi)段每(mei)度電(dian)為(wei)0.78元(yuan)，谷電(dian)時(shi)段0.28元(yuan)，在此基礎之(zhi)上，作(zuo)為(wei)大用戶，通過市場化(hua)交易，每(mei)度電(dian)還能再降5分錢。

“長春市集中供(gong)熱采(cai)暖費每平方(fang)米31元(yuan)，作為示范項目(mu)(mu)(mu)，我們(men)向學(xue)校按每平方(fang)米29元(yuan)收取費用。除先期一次性獲得每平方(fang)米28元(yuan)、總計108萬元(yuan)的省級示范項目(mu)(mu)(mu)補貼外，我們(men)最大(da)化依靠采(cai)用谷(gu)電(dian)供(gong)暖，平抑電(dian)網的峰谷(gu)電(dian)價差，同時深度挖(wa)掘學(xue)校自身的行(xing)(xing)為節能，如在白天(tian)供(gong)暖8小時，寒假（48天(tian)）及夜間只需維(wei)持保溫(wen)運行(xing)(xing)，系(xi)統整體(ti)節能降耗成效明顯。在清潔供(gong)暖領(ling)域創新求變的同時，實(shi)現了既(ji)定的校企共(gong)贏目(mu)(mu)(mu)標(biao)。”關景偉指(zhi)出。

整體測算，按現行政策價格機制，項目8年內即(ji)可收回投資(zi)。4年實踐(jian)探索表明，未來如若(ruo)服務同樣的采(cai)暖(nuan)面積，項目在(zai)設備(bei)與電(dian)力設施投資(zi)、系統(tong)優化運行、電(dian)價以及人工等方面還(huan)有進一步下(xia)降(jiang)空間(jian)，即(ji)便供暖(nuan)費標準上漲已(yi)成必然趨勢，仍(reng)可有望(wang)將投資(zi)回收期控制在(zai)5年左右。“我們對這項技術(shu)在(zai)清潔供暖(nuan)領域的推廣前景充滿(man)信(xin)心(xin)。”關景偉說。

“熱池”電供暖脫穎而出，為東北地區清潔取暖辟新路

在我國北(bei)方地(di)(di)區(qu)(qu)全面強調清(qing)潔(jie)取暖(nuan)的當下，解(jie)決(jue)方案是(shi)否(fou)高效、經濟、穩定(ding)，直接影響居民冬季(ji)(ji)生(sheng)活的質量。然而在東北(bei)地(di)(di)區(qu)(qu)，冬季(ji)(ji)漫長(chang)嚴寒(han)，晝夜(ye)溫差大，溫度(du)常常低至零下30℃，可(ke)選(xuan)清(qing)潔(jie)高效取暖(nuan)技術(shu)路線(xian)非常有限。因此，當前東北(bei)地(di)(di)區(qu)(qu)不少(shao)小城鎮還處在小煤爐供(gong)暖(nuan)的階(jie)段(duan)，農村地(di)(di)區(qu)(qu)清(qing)潔(jie)取暖(nuan)更(geng)是(shi)基本(ben)空白。

氣代煤作(zuo)為北(bei)方地區(qu)推進(jin)(jin)清潔取暖工(gong)(gong)作(zuo)的主流技術路線之一，因(yin)東北(bei)地區(qu)天然氣普及(ji)率低(di)，采暖成本過高、政府補貼不堪重負，工(gong)(gong)作(zuo)推進(jin)(jin)非常緩慢。

以吉林省(sheng)為例(li)，有測算顯示，且不提建設成(cheng)本，該省(sheng)“煤改氣(qi)”鍋爐(lu)供暖(nuan)(nuan)運行成(cheng)本平均每平方米就超過53元，比本省(sheng)當前居(ju)民供暖(nuan)(nuan)高出近一(yi)倍。僅就長春(chun)而言，如(ru)果大面積采(cai)(cai)用天(tian)然氣(qi)采(cai)(cai)暖(nuan)(nuan)，每年僅補貼(tie)運行費用政府就要拿出2—3億元。

在此(ci)背景(jing)下(xia)，電代煤(mei)成(cheng)為東(dong)北(bei)地區開展(zhan)清潔取(qu)暖替代工(gong)作的主要方(fang)向。記者了解到，比(bi)較成(cheng)熟(shu)的技術(shu)路線有(you)電直熱(re)、耐火美(mei)磚固體蓄熱(re)鍋(guo)(guo)爐、空(kong)氣源(yuan)熱(re)泵（熱(re)風機(ji)），以及蓄熱(re)式電鍋(guo)(guo)爐采暖等。

公開信息顯示，截至目前，吉林、遼寧、黑(hei)龍江東北三(san)省均已出(chu)臺了電(dian)采暖的價格支(zhi)持政(zheng)策(ce)與補(bu)貼政(zheng)策(ce)。

相比較之下，電直熱是(shi)公認的效率最(zui)低、成本最(zui)高取(qu)暖方式；固(gu)體(ti)美磚蓄熱鍋爐所需儲熱溫度高達700—800℃，不僅(jin)安全性無(wu)法保證，且固(gu)體(ti)材料蓄熱性能衰減很(hen)快；其他如熱風機、空調等，在東北地(di)區也極(ji)易“水土不服”，特別是(shi)在冬(dong)季極(ji)寒天氣情況(kuang)下，實際成效常常難以達成預期。

反觀分(fen)布式電(dian)蓄熱供(gong)暖(nuan)(nuan)技(ji)術(shu)，其規模大(da)可(ke)到一(yi)棟樓宇(yu)，一(yi)個小區，甚至一(yi)片(pian)區域，小可(ke)至一(yi)戶人家，最大(da)特點就(jiu)是熱能就(jiu)近利(li)用(yong)。“由于可(ke)最大(da)化使(shi)用(yong)低價谷電(dian)，經(jing)實(shi)踐證明，‘熱池’電(dian)供(gong)暖(nuan)(nuan)技(ji)術(shu)將成為經(jing)濟可(ke)行的東北地區清潔(jie)取暖(nuan)(nuan)方式。”長(chang)春(chun)賀邁新能源(yuan)經(jing)營策劃(hua)經(jing)理馬牧天對記者說。

不僅如此(ci)，據測算，相變儲熱(re)投資僅為(wei)蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)20%。伴隨虛擬電(dian)廠、源網荷儲協調運(yun)行的(de)深入發展，蓄(xu)熱(re)式電(dian)供暖(nuan)技術在為(wei)用戶暖(nuan)冬的(de)同時，其(qi)在電(dian)力輔助服務市場的(de)價值(zhi)還(huan)將進一步釋(shi)放。

在馬牧天看(kan)來，特別對于熱(re)需求比(bi)較大的東北地區(qu)而言，相變蓄(xu)熱(re)電(dian)供(gong)暖(nuan)技術如果得以(yi)推廣使用(yong)(yong)，對于發展提高(gao)清潔電(dian)利用(yong)(yong)比(bi)例，促進新能源發展，減少棄(qi)風棄(qi)光具有(you)里程碑意義。

與此同時(shi)，結(jie)合東(dong)北(bei)農村地區已經建成的大量(liang)光(guang)伏(fu)扶貧項目，未(wei)來，如果(guo)能將(jiang)“熱池”技術與光(guang)伏(fu)扶貧電站相結(jie)合，也將(jiang)有(you)望填補東(dong)北(bei)地區農村清(qing)潔取暖市場空白，實現農民增收與生活改善雙贏。

自主研發相變蓄熱材料，創新多領域熱利用解決方案

采(cai)訪中記(ji)者了(le)解(jie)到(dao)，長春理工大學實訓樓(lou)供熱(re)(re)系統(tong)所采(cai)用(yong)的“熱(re)(re)池”電供暖技(ji)術由賀(he)邁新能(neng)源科技(ji)（上(shang)海）有(you)限公司自主(zhu)開發。截至目(mu)前，相關發明專利已申請20余項。

“正如電(dian)池(chi)的(de)(de)充放(fang)電(dian)一樣，‘熱池(chi)’技(ji)術可實現(xian)熱能的(de)(de)儲存和可控(kong)的(de)(de)釋(shi)放(fang)。”長春賀邁新能源總經理靖繼賢(xian)向(xiang)記者介(jie)紹，“熱池(chi)”相(xiang)變材(cai)料可根據(ju)不(bu)同(tong)氣候環(huan)境的(de)(de)需要，靈活(huo)設(she)置(zhi)材(cai)料組合配方(fang)，溫度區間可根據(ju)不(bu)同(tong)場景需要設(she)定在(zai)-112℃—1000℃之間，且(qie)能夠突破6500次充放(fang)熱循(xun)環(huan)，確保20年以上使用(yong)壽命。目前通過測試的(de)(de)材(cai)料組合配方(fang)已有50多種。

據介(jie)紹，長(chang)春理工大學實訓樓供熱(re)(re)(re)系統采用的蓄熱(re)(re)(re)材(cai)料(liao)就將相變溫度設(she)定在86℃，當熱(re)(re)(re)池(chi)溫度氏于86℃時(shi)由電鍋爐為(wei)熱(re)(re)(re)池(chi)充熱(re)(re)(re)，這時(shi)蓄熱(re)(re)(re)材(cai)料(liao)由固(gu)態(tai)轉(zhuan)為(wei)液(ye)態(tai)；高于86℃時(shi)，熱(re)(re)(re)池(chi)為(wei)采暖水加(jia)熱(re)(re)(re)供建筑(zhu)用熱(re)(re)(re)，這時(shi)蓄熱(re)(re)(re)材(cai)料(liao)由液(ye)態(tai)轉(zhuan)為(wei)固(gu)態(tai)。實踐表明(ming)，該(gai)相變材(cai)料(liao)熱(re)(re)(re)轉(zhuan)換(huan)率超過(guo)96%。

從實(shi)際表現看，近年來(lai)，蓄熱式電(dian)暖器、蓄熱式電(dian)鍋爐等產品已(yi)在(zai)全國多地獲得廣泛應用(yong)，技術可(ke)靠性(xing)在(zai)高寒高海拔的青海、西藏地區也已(yi)經(jing)得到驗(yan)證(zheng)。

“‘熱池(chi)’技(ji)術在(zai)促進可再生能(neng)源消(xiao)納、余熱回收以及(ji)大自(zi)然晝夜溫差利用(yong)等方面，均(jun)可提供(gong)突破性節能(neng)減排解(jie)決(jue)方案(an)。”靖繼賢指(zhi)出，清潔(jie)供(gong)暖領域之外，在(zai)工業領域蒸汽、烘干、冷(leng)(leng)鏈(lian)冷(leng)(leng)庫、以及(ji)電(dian)力調峰、光電(dian)光熱、航空航天等領域，該(gai)技(ji)術均(jun)有望開創(chuang)全新時代。