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CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報(bào)道：近日，在由CSPPLAZA主辦、中控太陽能、龍騰光熱和首航高科等鼎力支持的2020中國國際光熱大會(huì)暨CSPPLAZA第七屆年會(huì)上，思安新能源股份有限公司研發(fā)總工程師段洋發(fā)表了題為《光熱及儲(chǔ)熱技術(shù)在綜合能源領(lǐng)域的應(yīng)用》的主旨演講，詳細(xì)介紹了熔鹽、固體、相變等多種儲(chǔ)熱技術(shù)與相關(guān)產(chǎn)品，并分享了相關(guān)應(yīng)用案例與具體效果。

下文整理了段洋分享的精彩內(nèi)容與觀點(diǎn)，以饗讀者：

能源是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，也是國民經(jīng)濟(jì)的命脈。我們國家經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已告別能源短缺時(shí)代，形成相對(duì)完整的能源體系。同時(shí)，能源利用形式單一、效率較低、能源利用與環(huán)境保護(hù)不協(xié)調(diào)等問題也依然存在。下一步，我國能源體系將進(jìn)入從總量擴(kuò)張向提質(zhì)增效轉(zhuǎn)變的全新階段。

打破原有各能源供用（如供電、供氣、供冷/熱）系統(tǒng)單獨(dú)規(guī)劃、單獨(dú)設(shè)計(jì)、單獨(dú)運(yùn)行的傳統(tǒng)模式，在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行階段，對(duì)不同供用能系統(tǒng)進(jìn)行整體上的協(xié)調(diào)、配合和優(yōu)化，并最終構(gòu)建一體化的綜合能源系統(tǒng)，是促進(jìn)社會(huì)用能效率最優(yōu)、可再生能源規(guī)?；煤湍茉蠢锰豳|(zhì)增效的有效途徑。

綜合能源應(yīng)運(yùn)而生

從概念上來講，綜合能源服務(wù)以客戶需求為導(dǎo)向，以安全可靠為前提，以“因地制宜、智慧物聯(lián)、多能協(xié)同、全價(jià)開發(fā)”為原則，利用“能源轉(zhuǎn)化、能源存儲(chǔ)、物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能”等多種行業(yè)先進(jìn)技術(shù)及產(chǎn)品，通過搭建智慧能源管理平臺(tái)，并依托成熟、完善、先進(jìn)的托管運(yùn)營標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)體系，可整合優(yōu)化既有人、能、物資源，為用戶電、氣、熱、冷、水等能源系統(tǒng)提供線上線下一體化的智慧能源托管運(yùn)營服務(wù)。

隨著國家能源環(huán)保要求的提高，以及綠色發(fā)展要求的提出，目前在能源系統(tǒng)里，對(duì)包括光熱在內(nèi)的可再生能源以及儲(chǔ)能的需求也會(huì)越來越多。

太陽能具有綠色環(huán)保，資源豐富的特點(diǎn)，在綜合能源系統(tǒng)中采用光熱技術(shù)一方面既可以滿足環(huán)保的要求，同時(shí)也能大大降低能源系統(tǒng)運(yùn)行成本。但由于太陽能具有間歇性和不穩(wěn)定性的特點(diǎn)，往往需要與儲(chǔ)熱系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合供能。

與太陽能熱發(fā)電集熱器選型標(biāo)準(zhǔn)不同，中小型綜合能源項(xiàng)目一般聚光的要求不高，例如工商業(yè)，其用能需求多為供熱或蒸汽。供熱溫度區(qū)間多為50-80℃，蒸汽的溫度區(qū)間多為100℃-200℃。在此區(qū)間，低聚光比的集熱器即可滿足要求。例如，槽式集熱器，或者菲涅爾集熱器，CPC和平板集熱器等，且系統(tǒng)控制和運(yùn)行要求盡量簡單，易于維護(hù)。

光熱儲(chǔ)熱技術(shù)及產(chǎn)品

近年來，儲(chǔ)熱市場(chǎng)發(fā)展較快。儲(chǔ)熱技術(shù)大體可分為顯熱儲(chǔ)熱、潛熱儲(chǔ)熱和化學(xué)反應(yīng)儲(chǔ)熱三大類。

顯熱儲(chǔ)熱又包括熔鹽儲(chǔ)熱，該技術(shù)在太陽能熱發(fā)電領(lǐng)域已有較多應(yīng)用。得益于北方煤改電市場(chǎng)的發(fā)展，固體儲(chǔ)熱在近兩年得到大規(guī)模應(yīng)用。除此之外，還有一些油類、液類的顯熱儲(chǔ)熱方案。

相變儲(chǔ)熱主要分為：

1.固-液相變儲(chǔ)熱，其中結(jié)晶水合鹽成本低廉，單位儲(chǔ)熱密度大，尤其是在煤改電市場(chǎng)應(yīng)用較多。除此之外，還有共晶體、石蠟、金屬材料都可以用來做儲(chǔ)熱材料。

2.固-固相變儲(chǔ)熱，該技術(shù)目前商業(yè)化應(yīng)用較少。

3.固-氣相變儲(chǔ)熱

4.液-氣相變儲(chǔ)熱

5.液-氣相變儲(chǔ)熱，該技術(shù)難度較大，主要在高校、或科研院校研究較多，上海交通大學(xué)等高校及部分企業(yè)都在該領(lǐng)域有所研究。

水儲(chǔ)熱是最傳統(tǒng)的儲(chǔ)熱技術(shù)之一，既可用于儲(chǔ)熱，又可用于儲(chǔ)冷。水比熱容大，常溫下高達(dá)4.182kJ/(kg?K)，是一種優(yōu)良的儲(chǔ)熱介質(zhì)。常見的水儲(chǔ)熱技術(shù)有非承壓水儲(chǔ)熱和承壓水儲(chǔ)熱兩種。非承壓水蓄熱溫度一般在30-85℃，儲(chǔ)冷溫度一般在0℃-30℃；承壓水蓄熱的溫度一般在30℃~200℃。水儲(chǔ)熱設(shè)備簡單，使用壽命較長，投資較低。水作為儲(chǔ)熱介質(zhì)，廉價(jià)易得。因此，在場(chǎng)地充足的條件下，水儲(chǔ)熱成為了不二之選。

熔鹽儲(chǔ)熱是一種利用顯熱或潛熱進(jìn)行熱量存儲(chǔ)的技術(shù)。在太陽能熱發(fā)電領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，熔鹽既可以作為儲(chǔ)熱介質(zhì)，也可以作為傳熱介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)大功率、高效的儲(chǔ)放熱。常見的有雙罐儲(chǔ)熱和單罐儲(chǔ)熱兩種。工業(yè)系統(tǒng)或者民用供暖供熱領(lǐng)域?qū)崞焚|(zhì)要求不高，因此該領(lǐng)域，單罐儲(chǔ)熱的利用率更高。

固體儲(chǔ)熱是一種顯熱儲(chǔ)熱技術(shù)，利用材料在升溫或降溫過程中的溫差而實(shí)現(xiàn)熱能存儲(chǔ)。在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)，儲(chǔ)熱材料始終保持固定形態(tài)。目前商業(yè)化應(yīng)用主要有鎂磚蓄熱和混凝土蓄熱。鎂磚是一種耐火材料，儲(chǔ)熱密度較高。

固體混凝土儲(chǔ)熱是采用特種混凝土作為儲(chǔ)熱介質(zhì)的一種顯熱儲(chǔ)熱技術(shù)，也是我們目前在重點(diǎn)推廣的一種技術(shù)，作為一種澆注材料，混凝土儲(chǔ)熱材料可以制作成各種特定的形狀，其原料來源廣泛，可以就地取材，成本較低。

固體混凝土儲(chǔ)熱有幾個(gè)特點(diǎn)：

蓄熱溫度高使用溫度可達(dá)400℃以上，甚至可以達(dá)到800℃；

體積熱容大單位體積儲(chǔ)熱密度為水的6-20倍；

導(dǎo)熱性能好為普通混凝土的兩倍以上；

生產(chǎn)便捷可現(xiàn)場(chǎng)成型；

使用壽命長超50年生命周期，無衰減和劣化；

綠色環(huán)保大部分選用天然礦物原料，無毒無腐蝕；

固體混凝土儲(chǔ)熱可根據(jù)用戶用能需求，將不同類型的能源轉(zhuǎn)化為熱能進(jìn)行存儲(chǔ)，或?qū)崮苤苯舆M(jìn)行存儲(chǔ)，在需要時(shí)放出，產(chǎn)生蒸汽或熱水供用戶使用。相比鎂磚蓄熱，在綜合能源領(lǐng)域適用范圍更廣。

產(chǎn)品特點(diǎn)：

模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)用戶儲(chǔ)熱量需求，在現(xiàn)場(chǎng)將儲(chǔ)熱體進(jìn)行組合搭配，成本也比較低；

高效能，儲(chǔ)熱效率高達(dá)96%；

被動(dòng)式運(yùn)行簡單，啟動(dòng)快，無泄露風(fēng)險(xiǎn)；

適用性強(qiáng)，可運(yùn)用到多種不同的能源系統(tǒng)：光熱，電供熱以及工業(yè)余熱回收等；

相變儲(chǔ)熱在煤改電領(lǐng)域，主要在中低溫領(lǐng)域應(yīng)用比較多，相變儲(chǔ)熱是利用材料在發(fā)生相變的過程中吸收或釋放熱能而進(jìn)行能量存儲(chǔ)的過程。相變儲(chǔ)熱溫度穩(wěn)定。相變儲(chǔ)熱材料種類較多，相變點(diǎn)溫度分布范圍廣：-50℃—1000℃。根據(jù)選用材料類型的不同，即可用于儲(chǔ)熱，又可用于儲(chǔ)冷。下表是目前應(yīng)用的幾種典型相變儲(chǔ)熱類型。

相變儲(chǔ)熱（熱倉或者熱庫）采用夜間谷電將常壓電鍋爐產(chǎn)生的熱量儲(chǔ)存在熱倉中，在峰電或平電時(shí)段，利用熱倉的熱量為用戶采暖，或提供熱水，可節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。

產(chǎn)品特點(diǎn)：

四“高”一“低”：儲(chǔ)熱密度高、換熱效率高、空間利用率高、循環(huán)穩(wěn)定性高、用能價(jià)格低。

下圖為對(duì)不同供暖方式做的經(jīng)濟(jì)性對(duì)比：

綜合能源應(yīng)用案例

1、工業(yè)園區(qū)綜合能源供熱水項(xiàng)目

該工業(yè)園區(qū)主要從事汽車裝備制造，其涂裝車間職工浴室每天需用熱水500-900t。為降低供熱成本，項(xiàng)目通過太陽能+空氣源熱泵+蒸汽+蓄熱的技術(shù)路線，充分利用太陽能、空氣能，并將其富余時(shí)段的熱能進(jìn)行存儲(chǔ)；同時(shí)利用當(dāng)?shù)氐姆骞入妰r(jià)差異，在夜間電價(jià)較低時(shí)，采用電加熱產(chǎn)生熱量，將熱能存儲(chǔ)在熱倉內(nèi)；當(dāng)白天電價(jià)較高，將熱量放出，為用戶提供生活熱水。從而為用戶降低供熱成本。通過配合能源管理云平臺(tái)，可以實(shí)時(shí)了解項(xiàng)目運(yùn)行狀態(tài)。

2、國內(nèi)首例“光熱+固體儲(chǔ)熱”綠色農(nóng)業(yè)應(yīng)用示范項(xiàng)目

項(xiàng)目位于北京昌平國家級(jí)食用菌農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化示范區(qū)內(nèi)，通過建設(shè)在園區(qū)內(nèi)的光熱+儲(chǔ)熱系統(tǒng)，利用清潔能源提供高溫蒸汽，為農(nóng)作物進(jìn)行滅菌；同時(shí)，在冬季為居民進(jìn)行供暖。為了盡量降低運(yùn)營成本，該項(xiàng)目使用了太陽能，由于太陽能具有間隙性和不穩(wěn)定性的特點(diǎn)，我們需要通過儲(chǔ)熱系統(tǒng)保證熱能的持續(xù)穩(wěn)定輸出。

整個(gè)項(xiàng)目特別大，下圖為現(xiàn)場(chǎng)照片和參數(shù)：

3、陜西某多能互補(bǔ)微電網(wǎng)項(xiàng)目

項(xiàng)目以清潔能源作為能量供應(yīng)系統(tǒng)，采用太陽能光熱、儲(chǔ)熱、空氣能、光伏、電+儲(chǔ)電供電等多能源互補(bǔ)的方式，向廠區(qū)所屬宿舍樓供能，配套新能源大巴車和新能源汽車充電樁系統(tǒng)，搭載智慧能源管理平臺(tái)，是園區(qū)型多能互補(bǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)解決方案的典型應(yīng)用實(shí)例。項(xiàng)目建成后將為區(qū)域能源綜合利用提供基礎(chǔ)應(yīng)用數(shù)據(jù)，是國內(nèi)自動(dòng)化水平領(lǐng)先的多能互補(bǔ)綜合應(yīng)用智慧能源系統(tǒng)。

4、?？谙瞾淼蔷频觏?xiàng)目

針對(duì)海口喜來登酒店供冷、蒸汽、電力及生活熱水等能源供給現(xiàn)狀，結(jié)合當(dāng)?shù)刭Y源條件及客戶能源系統(tǒng)智慧化需求，提供了一套完整的智慧能源整體解決方案，系統(tǒng)中配置有儲(chǔ)熱、冰蓄冷、中央空調(diào)及智慧能源管理平臺(tái)等。由于?？诘貐^(qū)對(duì)于蓄冷項(xiàng)目有針對(duì)的電價(jià)政策。目前該項(xiàng)目收益率良好，下圖為現(xiàn)場(chǎng)圖片。

關(guān)于思安控股集團(tuán)：

思安控股集團(tuán)是一家致力于工商業(yè)企業(yè)（B2B）服務(wù)的專業(yè)產(chǎn)業(yè)集團(tuán)。集團(tuán)基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，以產(chǎn)品銷售為基礎(chǔ)、應(yīng)用為支撐、技術(shù)研發(fā)為內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，打造了從融合通訊、工業(yè)控制產(chǎn)品增值服務(wù)到智慧能源綜合服務(wù)、儲(chǔ)熱技術(shù)研發(fā)生產(chǎn)和應(yīng)用、工業(yè)余熱余能綜合利用以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程管控運(yùn)維平臺(tái)研發(fā)應(yīng)用的綜合產(chǎn)業(yè)集群。

三十年來，思安控股集團(tuán)始終堅(jiān)持“凝聚智慧追求卓越”的企業(yè)理念，將工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和自主研發(fā)的專業(yè)技術(shù)、產(chǎn)品進(jìn)行有效結(jié)合，為工商業(yè)企業(yè)提供各種增值服務(wù)，是中國領(lǐng)先的智能化解決方案提供商及清潔低碳能源開發(fā)、建設(shè)、運(yùn)營商。