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“相變儲能是一種新型的儲能方式。作為一類高效的儲能物質(zhì)，相變儲能材料通過與建筑物的有機結(jié)合，既能降低建筑能耗和提高室內(nèi)環(huán)境舒適度，又可以大量利用可再生能源和提高化石能源的利用率。”中國建筑材料科學(xué)研究總院相變儲能研究室主任、教授級高工李海建近日在接受《中國建材報》記者采訪時指出，與其他儲能方式相比，相變儲能具有儲能密度高、體積小巧、溫度控制恒定、節(jié)能效果顯著、相變溫度選擇范圍寬、易于控制等優(yōu)點，在眾多領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值和廣闊的發(fā)展前景。

行業(yè)迎來發(fā)展黃金期

“當(dāng)前，國家大力提倡使用清潔能源和推廣低能耗建筑，對于相變儲能行業(yè)來說，已經(jīng)迎來發(fā)展的黃金時機。”李海建指出，在倡導(dǎo)利用清潔能源和可再生能源方面，針對日益嚴重的化石污染問題，國家正加大力度治理污染。從2015年開始，北方各省份針對冬季采暖污染問題，加快實施煤改電項目。隨著這些項目的進行，北方采暖季的污染問題得到很大的解決，但仍然存在不少問題。其中一個問題就是煤改電以后，老百姓的采暖成本急劇升高。為鼓勵老百姓大力使用便宜的谷期電，相關(guān)部門還規(guī)定必須使用蓄能式電暖氣。這就給相變材料提供了發(fā)展的大好機遇。

而在建設(shè)低能耗建筑方面，李海建認為，低能耗建筑不僅需要提高保溫級別，更應(yīng)該增加建筑的蓄能性?，F(xiàn)在建筑多是混凝土結(jié)構(gòu)，相比老式土墻建筑，保溫和蓄熱能力較差，造成冬天更冷夏天更熱，而且提高了建筑保溫性，建筑沒有蓄存能力，失去與自然能源的熱交換，免費的自然能源白白浪費。而解決此問題，應(yīng)提高建筑的蓄熱能力。

“現(xiàn)在的建筑基本上都是輕質(zhì)建筑，熱惰性低，蓄熱能力差，為提高建筑的蓄熱能力，不可能像從前的老建筑一樣采用土墻了，可以通過加入相變材料提升建筑的蓄熱能力，相變材料的蓄熱能力強，單位體積蓄熱密度高，較少質(zhì)量的相變材料就可以達到建筑的蓄熱要求。相變建材的蓄熱能力將展示出較強的優(yōu)勢，相變混凝土、相變砂漿、相變地板等將會大力發(fā)展。”談到行業(yè)發(fā)展狀態(tài)時李海建說。

可降低建筑能耗

據(jù)《中國建材報》記者了解，當(dāng)前相變儲能材料應(yīng)用于建筑中主要有兩種方式：一種是“被動式應(yīng)用”。相變材料與傳統(tǒng)建筑材料復(fù)合制成相變建材，增加墻體的熱質(zhì)，作為“被動式”蓄能材料使用，依靠室溫的變化或接受太陽輻射熱量等方式被動地吸收/釋放熱量，同種體積相變建材的蓄熱量是普通建材的幾倍到幾十倍，在不增加建筑整體承重的情況下實現(xiàn)蓄熱的要求。

相變建材主要包括相變石膏板、相變混凝土、相變砂漿、相變涂料、相變墻板、相變儲能地板或天花板等。目前相變建材已在建筑節(jié)能中得到較多應(yīng)用并具有良好的發(fā)展前景。

另一種是“主動式應(yīng)用”。相變材料和太陽能采暖、電加熱地暖、空調(diào)通風(fēng)制冷等設(shè)備結(jié)合，成為“主動式”蓄能體，可以通過換熱裝置和換熱介質(zhì)進行主動調(diào)節(jié)與控制，如相變換熱器、相變集熱器、相變蓄熱箱、相變采暖系統(tǒng)等。

“總體來講，國內(nèi)外相變儲能建材或構(gòu)件產(chǎn)品發(fā)展遲緩的局面，可能是相變建材成本比較昂貴，與現(xiàn)有建筑設(shè)計結(jié)合度不高造成的。“李海建介紹，國內(nèi)外相關(guān)企業(yè)和研究機構(gòu)正設(shè)法推進相變建材的市場化發(fā)展，比如建立與現(xiàn)有節(jié)能指標相關(guān)的計算方法和標準，促進此行業(yè)的發(fā)展。另外，相變建材企業(yè)也可從低能耗建筑設(shè)計入手，攻克與現(xiàn)有建筑設(shè)計的融合問題，比如把相變材料做成相變毯、相變瓦用于建筑的圍護結(jié)構(gòu)，應(yīng)用形式靈活多變，施工快捷回收方便，把相變材料做成相變袋，再與保溫板結(jié)合，制備成相變保溫一體板，也是一種很好的創(chuàng)新。

李海建指出，在供暖和制冷行業(yè)，相變儲能發(fā)展速度相對較快，國內(nèi)外已經(jīng)有公司專門從事相關(guān)市場的運作，這類公司基本上是與已有的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)相融合，他們的原業(yè)務(wù)主要從事供暖或者制冷行業(yè)，相變儲能元素的加入可以提高原有系統(tǒng)的效率，降低系統(tǒng)運行的成本，尤其是可再生能源的儲存、谷電的能量轉(zhuǎn)移，儲能系統(tǒng)更具有優(yōu)勢，相變儲能作為一種高效的儲能手段越來越受到企業(yè)的青睞。

未來發(fā)展需走多措并舉路

“現(xiàn)階段，建筑相變儲能產(chǎn)品材料成本高、投資回報時限長、經(jīng)濟性差成為限制建筑儲能進一步發(fā)展推廣的重要因素。”李海建指出，當(dāng)前相變儲能材料在發(fā)展方面還存在以下幾方面問題：一是標準體系不健全。標準是技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)，也是支持行業(yè)健康發(fā)展的重要因素。由于相關(guān)技術(shù)標準的缺失，相變儲能材料、相變建材、相變裝置系統(tǒng)在生產(chǎn)和應(yīng)用各環(huán)節(jié)存在諸多限制和不便。二是國家儲能政策支持力度低。新技術(shù)，特別是新能源的發(fā)展周期一般都比較長，在發(fā)展初期，通常需要國家的產(chǎn)業(yè)政策給予扶持。盡管黨和國家高度重視儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，但儲能產(chǎn)業(yè)扶持政策不夠，缺乏細化的實施措施，如技術(shù)發(fā)展路線圖、產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)意見、有關(guān)激勵政策、成本效益分攤和核算辦法等，儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對緩慢。

為實現(xiàn)相變儲能材料高質(zhì)量發(fā)展，李海建建議，一是制定國家層面的相變標準和工程規(guī)范來支持相變儲能材料的發(fā)展。及時制定發(fā)布建筑儲能（蓄能）技術(shù)與產(chǎn)品設(shè)備的技術(shù)標準、規(guī)程工法和通用圖集，強化標準宣貫、執(zhí)行和監(jiān)督，為規(guī)范和指導(dǎo)建筑儲能（蓄能）技術(shù)的應(yīng)用提供強有力的科學(xué)依據(jù)和堅實的技術(shù)支撐。二是提高建筑相變儲能關(guān)鍵材料、制造工藝和能量轉(zhuǎn)化效率，在規(guī)?；瘧?yīng)用中進一步解決穩(wěn)定性、安全性和耐久性的問題。目前相變儲能技術(shù)大多掌握在科研院所和大學(xué)科研人員手中，提高科研成果轉(zhuǎn)化率，對實際應(yīng)用效果和長期應(yīng)用效率應(yīng)進行評價和提供監(jiān)測數(shù)據(jù)，提高規(guī)模化應(yīng)用示范。

原標題： 相變儲能材料能否讓建筑更低碳？