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在可再生能源的利用中，不可回避的是可再生能源的季節(jié)波動(dòng)性和不穩(wěn)定性。隨著風(fēng)電、光電等可再生能源的推廣和普及，兩大矛盾日益突出：一是可再生能源供給的不穩(wěn)定性和需求穩(wěn)定性之間的矛盾；二是太陽(yáng)能季節(jié)分布和能耗需求季節(jié)分布之間不匹配的矛盾。

如何解決可再生能源供需不平衡的問(wèn)題？在可再生能源裝機(jī)量上升，火電逐漸退為配角的環(huán)境下，儲(chǔ)能技術(shù)將成為可再生能源并網(wǎng)的潤(rùn)滑劑和緩沖墻。而在眾多儲(chǔ)能技術(shù)中，能滿足“夏儲(chǔ)冬用”的長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)熱技術(shù)則是解決季節(jié)供需不平衡問(wèn)題的不二法寶。

跨季節(jié)儲(chǔ)熱解決供需矛盾

利用太陽(yáng)能進(jìn)行供熱，太陽(yáng)能資源冬天少，夏天盈余；能源需求則是相反，采暖需求在冬天比較旺盛。因此，需要一種能源的儲(chǔ)存方式，將夏季盈余的太陽(yáng)能資源儲(chǔ)存到冬季使用?？缂竟?jié)儲(chǔ)熱正是解決上述兩大矛盾的關(guān)鍵技術(shù)。

通過(guò)大容量?jī)?chǔ)熱技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)熱電解耦，增加火電廠靈活性，同時(shí)可以將風(fēng)電、光電、光熱、熱泵等多種能源有機(jī)耦合，實(shí)現(xiàn)能源的長(zhǎng)期高效存儲(chǔ)，達(dá)到最優(yōu)化清潔供熱供電的目的。

在上圖中，通過(guò)太陽(yáng)能集熱器給跨季節(jié)儲(chǔ)熱水體加熱，熱電聯(lián)產(chǎn)的余熱也可以儲(chǔ)存在跨季節(jié)儲(chǔ)熱水體中，通過(guò)熱泵可以實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)熱水體的熱量充分回收和利用，實(shí)現(xiàn)可再生能源供熱的目標(biāo)，同時(shí)提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。

增大儲(chǔ)熱體體積可有效降本

目前，世界前沿的跨季節(jié)儲(chǔ)熱技術(shù)主要包括鋼罐、大容積水池儲(chǔ)熱、土壤源儲(chǔ)熱體、地下水體儲(chǔ)熱、大型相變儲(chǔ)熱。其中，鋼罐儲(chǔ)熱并不是嚴(yán)格意義上的跨季節(jié)儲(chǔ)熱。鋼罐儲(chǔ)熱技術(shù)有其特殊性，適用的儲(chǔ)熱體積一般不大于7000立方米，如果繼續(xù)增加儲(chǔ)熱體體積，相關(guān)的投資、系統(tǒng)的費(fèi)用等將大幅增加。一般在北歐國(guó)家鋼罐體積在7000立方米以內(nèi)。

而對(duì)于常規(guī)的儲(chǔ)熱技術(shù)而言，儲(chǔ)熱體的大型化是發(fā)展趨勢(shì)。隨著儲(chǔ)熱體積的增大，單位儲(chǔ)熱體造價(jià)降低的同時(shí)儲(chǔ)熱性能大幅提高，單位儲(chǔ)熱體對(duì)應(yīng)的散熱表面積在快速降低。當(dāng)儲(chǔ)熱體體積從100立方米增加到10萬(wàn)立方米，單位儲(chǔ)熱體對(duì)應(yīng)的散熱表面積降低到1/12，同時(shí)造價(jià)也在大幅下降，達(dá)到1/25。因此，對(duì)于跨季節(jié)儲(chǔ)熱項(xiàng)目而言，儲(chǔ)熱體體積越大，經(jīng)濟(jì)性越好。

國(guó)內(nèi)外跨季節(jié)相變儲(chǔ)熱應(yīng)用

丹麥科技大學(xué)非常重視高性能儲(chǔ)熱技術(shù)的研究與示范，早在1983年就建立了世界首例500立方米大型儲(chǔ)熱水體，在學(xué)術(shù)界引起了轟動(dòng)。

丹麥?zhǔn)侨蜃钤缤苿?dòng)太陽(yáng)能相變儲(chǔ)熱區(qū)域供熱的國(guó)家，也是當(dāng)今世界上最大的太陽(yáng)能相變儲(chǔ)熱區(qū)域供熱市場(chǎng)。早在1983年，丹麥科技大學(xué)就建立了世界首例500立方米大型儲(chǔ)熱水體，在學(xué)術(shù)界引起了轟動(dòng)。

2016年底，丹麥的大型太陽(yáng)能相變儲(chǔ)熱區(qū)域供熱系統(tǒng)集熱器安裝量占全球該類系統(tǒng)的80%，約131.8萬(wàn)平方米，總?cè)萘?22MWth，太陽(yáng)能相變儲(chǔ)熱區(qū)域供熱廠數(shù)量110個(gè)。此外，規(guī)劃的太陽(yáng)能相變儲(chǔ)熱區(qū)域供熱集熱器面積達(dá)到269.2萬(wàn)平方米。

丹麥的跨季節(jié)相變儲(chǔ)熱系統(tǒng)大多數(shù)屬于熱電聯(lián)產(chǎn)鍋爐+太陽(yáng)能+相變儲(chǔ)熱+區(qū)域供熱系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的有效消納和火電廠調(diào)峰負(fù)荷的降低。目前，丹麥大型相變儲(chǔ)熱區(qū)域供熱技術(shù)發(fā)展較為成熟。

發(fā)展跨季節(jié)儲(chǔ)熱是碳中和的必經(jīng)之路

目前，我國(guó)正在大力實(shí)施和發(fā)展清潔供熱，但煤改電、煤改氣大規(guī)模推廣有一定弊端：熱電廠以熱定電，夏季產(chǎn)能閑置，造成資源浪費(fèi)；熱電解耦特性限制了電廠調(diào)峰能力，不利于推廣可再生能源發(fā)電。

因此，儲(chǔ)熱、尤其是跨季節(jié)儲(chǔ)熱技術(shù)不可或缺。通過(guò)跨季節(jié)儲(chǔ)熱技術(shù)實(shí)現(xiàn)熱電解耦，增加電廠靈活性，電廠余熱夏存冬取，避免熱能浪費(fèi)，提高電廠經(jīng)濟(jì)性，風(fēng)電、光熱、熱泵、余熱等多能互補(bǔ)，提高可再生能源利用率，才能建立以可再生能源為主體的新型低碳電力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)真正的碳達(dá)峰、碳中和。

峰谷電價(jià)差擴(kuò)大至每度0.7元

峰谷套利促進(jìn)儲(chǔ)熱清潔供暖產(chǎn)業(yè)大爆發(fā)

據(jù)最新統(tǒng)計(jì)，其中有26省市執(zhí)行最新峰谷電價(jià)表，有14省市最大峰谷電價(jià)差已超過(guò)0.7元/kWh。目前用戶側(cè)儲(chǔ)能主要是通過(guò)峰谷電價(jià)差套利形式獲取收益，意味著只要峰谷電價(jià)差高于儲(chǔ)能單次循環(huán)成本、儲(chǔ)能項(xiàng)目即可盈利。有數(shù)據(jù)顯示當(dāng)下我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能單次循環(huán)成本已經(jīng)低于0.6元/kWh，在此輪電價(jià)調(diào)整過(guò)程中，全國(guó)大部分地區(qū)峰谷電價(jià)差已普遍高于0.6元/kWh，其中一半省市的工商業(yè)電價(jià)的最大峰谷電價(jià)差已超過(guò)0.7元/kWh。儲(chǔ)能蓄熱行業(yè)在明年裝機(jī)大爆是毫無(wú)疑問(wèn)的，畢竟規(guī)劃是白紙黑字寫在碳中和方案里的3年10倍空間。但是之前的問(wèn)題就是儲(chǔ)電成本過(guò)高，大家不積極?，F(xiàn)在因?yàn)榉骞入妰r(jià)差上漲，極大地緩解了成本問(wèn)題，極大的促進(jìn)電儲(chǔ)電、儲(chǔ)熱相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

隨著碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的全球共識(shí)，各國(guó)都加大可再生能源的建設(shè)力度，大幅增大了儲(chǔ)能蓄熱設(shè)備的需求，隨著國(guó)家對(duì)霧霾的大力治理以及對(duì)燃煤供暖的改革規(guī)范，從城市到鄉(xiāng)村，低價(jià)谷電儲(chǔ)熱清潔供暖行業(yè)得到了大力支持和前所未有的快速發(fā)展。各級(jí)政府出臺(tái)了大量清潔供暖利好政策與峰谷電價(jià)政策，居民實(shí)施清潔采暖可享受優(yōu)惠電價(jià)，家用電和取暖電價(jià)分開等等。在優(yōu)惠力度上，低價(jià)谷電儲(chǔ)熱清潔供暖迎來(lái)了發(fā)展的春天，我國(guó)超萬(wàn)億規(guī)模的清潔供暖市場(chǎng)的未來(lái)肯定是低成本谷電儲(chǔ)熱清潔供暖的主場(chǎng)。

天帥智能科技系我國(guó)華北地區(qū)首家成功研制出“相變儲(chǔ)能清潔供暖技術(shù)”并在全國(guó)應(yīng)用推廣的高新技術(shù)企業(yè)。響應(yīng)國(guó)家碳中和政策號(hào)召，投入儲(chǔ)熱清潔供暖技術(shù)研發(fā)產(chǎn)業(yè)，歷經(jīng)多年努力，研制成功并對(duì)外發(fā)布“相變儲(chǔ)熱清潔供暖”系列產(chǎn)品，進(jìn)入成熟的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)階段。

天帥智能科技所研發(fā)的“相變儲(chǔ)能蓄熱”采暖裝置,利用的是夜間低價(jià)谷電,在有效消納富余電力的同時(shí),還能實(shí)現(xiàn)電力的“移峰填谷”，為穩(wěn)定和平衡國(guó)家電網(wǎng)系統(tǒng)壓力做貢獻(xiàn)。中國(guó)是世界第二大電力消費(fèi)國(guó)，也是可再生能源世界第一裝機(jī)容量大國(guó)，冬天各種來(lái)源的電力都過(guò)剩，利用富余電力供熱，將大大有助于替代燃煤供熱，減少霧霾。再者相變儲(chǔ)熱清潔供暖設(shè)備，利用低價(jià)谷電加熱，白天停止加熱，只從相變儲(chǔ)熱單元中釋放熱量來(lái)實(shí)現(xiàn)供暖，只需使用7小時(shí)低價(jià)谷電，就可持續(xù)24小時(shí)清潔供暖，能夠有效節(jié)約運(yùn)行成本，降低能耗，成為深受市場(chǎng)好評(píng)的一種新型清潔供暖設(shè)備。
原標(biāo)題：儲(chǔ)熱技術(shù)低成本高效率又一例證——跨季節(jié)儲(chǔ)能蓄熱