相變儲熱技術與潛熱儲熱技術?目錄一、 項目背景,現在小編就來說說關于相變儲熱技術與潛熱儲熱技術?下面内容希望能幫助到你,我們來一起看看吧!
目錄
一、 項目背景
二、 儲熱材料現狀
三、 項目核心技術
四、 項目市場前景
五、 投資效益分析
六、 國家支持政策
一、項目背景
我國提出的“推動能源生産和消費革命,控制能源消費總量,加強節能降耗,支持節能低碳産業和新能源、可再生能源發展”的能源方針,已成為解決中國能源問題的根本出路。
在可再生能源中,太陽能、風能由于具有儲量大、分布廣等優點近年來得到了廣泛應用。
中國近年來的棄風電現象嚴重,這些棄風電主要是消納問題。據統計,棄風較重的地區是内蒙古、甘肅、新疆。風電制熱-儲熱-供熱是目前解決這一問題的最佳可行技術。
中國工業能耗約占全國能源消耗的70%,顯著高于發達國家50%的水平。中國工業餘熱資源總量巨大,利用儲熱技術回收利用工業餘熱,具有巨大的的經濟效益。
儲熱技術還可以對電網“削峰填谷”,提高機組運行效率,穩定電網運行。
利用儲熱技術,既緩解了熱能供應在時間、空間上的不匹配矛盾,又提高了能量利用效率,而儲熱技術的核心和關鍵在于儲熱材料和設備,因此研究和發展儲熱材料和設備,推進工程應用,具有重要的能源戰略意義。
二、儲熱材料現狀
目前國内外在研究和使用的儲熱材料包括化學儲熱材料、顯熱儲熱材料和潛熱儲熱材料三類。
化學儲熱材料主要利用化學反應儲存熱量。目前研究較多的有無機氫氧化物的熱分解、碳酸化合物的分解和金屬氫化物的熱分解。無機氫氧化物分解成氧化物和水的可逆反應有利于太陽能的儲存。
顯熱儲熱主要通過物質溫度的變化來儲熱,儲熱材料必須具有較大的比熱容。岩石、金屬、水泥、水、導熱油、格子磚、蜂窩陶瓷等是常用的顯熱儲熱材料。
在傳統電采暖鍋爐中,普遍采用水作為儲熱材料;而格子磚和蜂窩陶瓷則廣泛應用于許多工業爐中,對400~1200℃的廢氣熱量進行儲存和利用。
顯熱儲熱材料的缺點是其儲熱密度低,大容量儲熱系統的體積龐大。
潛熱儲熱材料,又稱相變儲熱材料。相變儲熱材料一般有兩種:一種是幾種相變儲熱材料混合熔鹽,另一種是燒結成型的固體相變儲熱磚。
目前已經形成工業化規模的仍以混合相變熔鹽為主,固體相變儲熱磚則剛進入工業化應用階段,市場正在擴展中。
三、項目核心技術
固體相變儲熱磚以無機多孔材料為載體,利用納微結構對相變材料進行包覆,并結合導熱性能增強材料,模具壓制燒結成型,材料性能十分穩定。
固體相變儲熱磚材料相變過程發生在一個較寬的溫度平台範圍,可高效滿足儲熱供熱需求,其密度小、重量輕、潛熱大、儲熱量大。
将固體相變儲熱磚組裝成儲熱模塊,與電加熱模塊和鋼結構相結合,可以制造大中型儲熱電鍋爐,利用夜間的低價低谷電,或者棄風/棄光電儲熱,全天候産生熱風、熱水或蒸汽,可以為各種建築集中供暖,以及為工業園區供應工業蒸汽。
将固體相變儲熱磚組裝成儲熱模塊,與電加熱模塊和钣金結構相結合,可以制造小型儲熱電暖器,利用夜間的低價低谷電儲熱,産生熱風,可以為各種建築全天候供暖。
四、項目市場前景
工業生産能耗巨大,采用固體相變儲熱材料回收利用工業餘熱,是一種經濟可行的方案。例如:
采用固體相變儲熱材料回收利用冶金工業周期性廢熱,例如堿性氧氣轉爐或電爐的煙氣餘熱以及幹法熄焦中的廢熱,節能減排效益顯著。
在造紙和制漿工業中,燃燒廢木料的鍋爐适應負荷的能力較差,采用相變儲熱材料進行儲熱後,可以提高其負荷适應能力。
在食品工業的洗滌、蒸煮和殺菌等過程中,由于負荷經常發生波動,采用相變儲熱材料進行儲熱後,就能很好地适應這種波動。
紡織工業的漂白和染色工藝過程中,也可采用相變儲熱材料儲熱來滿足負荷波動,等等,應用空間廣闊。
電力資源嚴重短缺,同時電力資源卻嚴重浪費。如我國的葛洲壩水利樞紐工程,其高峰與低谷的發電輸出功率分别為220萬KW和80萬KW,用電低谷發不出的電能隻有通過放水解決。
如果利用相變儲熱材料将電廠低谷電能轉化為熱能儲存,在負荷高峰時,将儲存的熱能釋放出來利用,比直接調節機組負荷方便,可以經濟地滿足高峰負荷,降低電廠的初投資和燃料費用,提高機組的運行效率,降低排氣污染,改善環境。
随着國民經濟的發展,環保問題日益迫切。近年來全國各地紛紛出台了一系列鼓勵“煤改電”供暖的能源新政,雖然停用了不少燃煤鍋爐,同時也上了不少的燃氣鍋爐,但各地的霧霾現象卻沒有得到根本的改善。
要想徹底解決霧霾問題,隻能大力發展清潔能源供暖。在這樣的大形勢下,固相儲熱電設備應運而生,主要有固相儲熱電鍋爐和固相儲熱電暖器。
典型項目案例
國家能源局新疆阿勒泰風電清潔供暖示範項目。該項目是由中廣核集團投資建設的國家級示範項目,主要利用棄風電為阿勒泰第三中學及周邊住宅供暖,供暖面積5萬平米,是目前全球最大的固相儲熱電供暖項目。
太陽能是巨大的清潔能源寶庫,利用太陽能是解決能源危機的重要途徑。但是太陽輻射能量密度不高,具有不穩定性。
為了保持太陽能供熱或供電裝置穩定運行,就需要通過儲熱裝置把太陽能貯存起來,在太陽能不足時再釋放出來,從而滿足連續穩定的生産生活用能需要。
太陽能光熱電站的相變儲熱材料目前常用二元熔鹽和高溫混凝土作為儲熱材料,體積龐大。
固體相變儲熱磚材料儲熱密度大,安全可靠,将來必定會應用于光熱電站儲熱系統。
五、投資效益分析
國家能源局自2015年起發布了一系列清潔供暖政策,鼓勵利用儲熱材料存儲棄風電/低谷電能,實現電力調峰,減少燃煤鍋爐的使用,這将會進一步擴展儲熱材料的應用領域。
據初步統計2014~2018年全國儲熱材料年均産量超過2000萬噸,包括顯熱儲熱材料,熔鹽儲熱材料和固體相變儲熱材料。
随着人們對環保和用熱需求的不斷提高,估計至2025年儲熱材料的年産量将超過2500萬噸,如果按照均價4000元/噸計,儲熱材料年産值将超過1000億,儲熱設備年産值将超過5000億元,市場前景十分廣闊。
固相儲熱電鍋爐無鍋爐汽包等壓力容器件,其唯一承壓部件換熱器設計運行壓力低于0.2MPa,不納入鍋爐生産安裝監測範圍,無需申辦鍋爐/壓力容器生産許可證。
電暖器成本分析(略)
年經濟效益分析(略)
儲熱電供暖設備銷售預測表(略)
六、國家支持政策
新疆
采暖期電采暖優惠電價政策實施方案《試行》
一、指導思想:
根據“電化新疆”的總體部署,以棄風棄光電量為基礎,以促進新能源消納為目标,發揮價格比較優勢,在采暖領域推廣應用電采暖供熱方式,提高電能在終端能源消費中的比重。
二、基本原則:
(一)政府引導、市場推進:适度調整電采暖銷售價格,引導電力消費;
(二)廠網分攤、責任共擔:新能源企業提供一定比例上網電量作為電采暖的配套電量讓利上網;電網企業利用取消優惠電價所騰出的電價空間,共同疏導分攤,保障電采暖優惠電價方案的實施;
(三)因地制宜,分類施策:根據用戶不同需求,區别不同電采暖供熱方式,在保證電采暖供熱成本與當前集中供熱成本大體相當或略低的情況下,分類實施不同的優惠電價,通過價格杠杆擴大電采暖市場消納電量,減少棄風棄光電量;
(四)立足當前、着眼長遠:通過完善電采暖優惠電價政策,以點帶面,倡導全社會實施電能替代消費的新模式,提高居民采暖、交通運輸、生産制造等傳統領域電能替代規模。
三、完善電采暖銷售電價政策:該區電采暖用電價格分三類,即居民直接電采暖用電價格、非居民直接電采暖用電價格和電鍋爐用電價格。
(一)電采暖銷售電價水平:
(二)對電鍋爐電采暖實行峰谷分時電價。峰價、谷價在平段電價水平的基礎上,按20%的幅度上下調整。峰平谷電價時段劃分按現行規定執行。
四、方案實施和保障措施
(一)合理确定新能源電采暖配套上網電量比例
(二)建立定期清算監督機制
(三)鼓勵電采暖市場化交易
(四)加快電采暖配套電網建設改造
(五)各地積極制定配套措施推進電采暖推廣應用
(六)加強統籌協調确保電采暖電價方案順利實施
河北
《河北省人民政府關于加快實施保定廊坊禁煤區電代煤和氣代煤的指導意見》
京津冀及周邊地區大氣污染防治協作小組第六次會議審議通過的《京津冀大氣污染防治強化措施》,将河北省保定、廊坊市京昆高速以東、榮烏高速以北與京津接壤區域以及三河市、大廠回族自治縣、香河縣全部行政區域劃定為禁煤區,禁煤區涉及保定、廊坊市18個縣(市、區),包括1個城市建成區、14個縣城建成區(含404個城中村)和3345個農村(約105.4萬戶)。
目前,建成區集中供熱率僅為60%左右,農村采暖仍以分散燃煤為主,居民生活質量差、區域大氣污染嚴重。
一、總體要求和基本原則
(一)總體要求
對禁煤區農村嚴格控制範圍、統一相關政策,不加重群衆負擔、尊重群衆意願,加快推進實施“電代煤”、“氣代煤”;對禁煤區内企事業單位燃煤鍋爐加速淘汰和改造替代;對禁煤區建成區大力發展集中供熱。力争實現禁煤區除煤電、集中供熱以外的燃煤“清零”目标任務,大幅降低區域燃煤污染。
(二)基本原則
1. 政府推動、市場運作。加強組織領導,深入宣傳發動,明晰扶持政策,加大補貼力度;采取市場化運作模式,引導社會資本投入,規範建設管理,實現多方共赢。
2. 因地制宜、統籌兼顧。既要尊重群衆意願,又要做到科學規劃,結合實際,宜電則電、宜氣則氣;既要統籌經濟社會發展、新型城鎮化和美麗鄉村建設,又要與電網、天然氣管網規劃做好銜接,注重經濟性和可操作性。
3. 先易後難、有序推進。考量基礎條件,實行整村推進,氛圍好、易操作、投入少的先行啟動,發揮示範帶動作用;實施難度大的,抓緊完善條件,力争按時完成任務。
4. 合理負擔、惠及民生。兼顧群衆承受能力,加大政府投資力度,參照燃煤成本給予運行費用補貼,不增加或少增加居民負擔,把好事辦好,确保群衆滿意,實現預期效果。
二、重點任務
(一)農村“電代煤”
(二)農村“氣代煤”
由保定、廊坊市組織各縣(市、區)通過招标等方式,選擇有資質、有實力、有業績、氣源有保障的供氣企業,采取“宜管則管”“宜罐則罐”方式實施。
(三)加快燃煤鍋爐治理
企事業單位燃煤鍋爐,繼續按照《河北省燃煤鍋爐治理實施方案》和《關于印發河北省散煤污染整治專項行動方案的通知》确定的治理途徑、措施和分工抓緊落實。
煤電和大型集中供熱站的燃煤鍋爐,須達到超低排放或特别排放限值标準;
縣城建成區10蒸噸及以下燃煤鍋爐,須按期完成淘汰任務;
鼓勵支持對燃煤鍋爐、窯爐實施電能和燃氣替代。
(四)大力發展清潔集中供熱
對縣城建成區、周邊工業區和重點鎮以及新建區域,大力發展熱電聯産、高效環保集中供熱站、燃氣分布式熱電冷多聯供等清潔集中供熱,在充分挖掘現有集中供熱潛力的基礎上,加快推進一批在建和規劃建設項目。
對集中供熱不能覆蓋的城中村,由市、縣(市、區)結合城鎮發展規劃和資源條件,自行組織實施電能、燃氣、地熱等清潔能源替代。确保禁煤區清潔供熱率達到100%。
三、支持政策
按照農村居民“電代煤”或“氣代煤”每戶負擔一緻的原則,實行以下支持政策。
(一)對農村“電代煤”的支持政策
(二)對農村“氣代煤”的支持政策
(三)其他
河南
河南新鄉市“煤改氣”“煤改電”或使用潔淨型煤可獲補貼
2016年11月23日,河南新鄉市市大氣污染防治攻堅指揮部通知,從即日起,凡屬于“煤改氣”“煤改電”或使用潔淨型煤的居民,可以獲得不同額度的财政補貼,以減少燃煤使用,最大限度降低燃煤散燒對大氣環境質量造成的不利影響。
對“煤改氣”和“煤改電”的居民實施放寬階梯氣價和階梯電價的方式進行補貼。補貼标準包括:設備購置補貼、運行補貼、潔淨型煤及型煤專用爐具補貼。
采暖設備由各縣(市)、區政府組織公開招标,居民用戶根據采暖面積和供熱需求在中标企業和産品目錄中自由選擇,按照政府采購價的70%給予一次性補貼,每戶最高補貼不超過3500元,其餘由用戶承擔。
實施“煤改氣”“煤改電”的居民戶給予“煤改氣”居民采暖用氣1元/立方米的氣價補貼,每戶每個采暖季最高補貼氣量600立方米,超過補貼定額的,由用戶自行承擔。
給予“煤改電”居民采暖用電0.2元/千瓦時補貼,每戶每個采暖季最高補貼電量3000千瓦時,超過補貼定額的,由用戶自行承擔。
吉林
《關于吉林省清潔空氣行動計劃的通知》
一、工作目标
全省環境空氣質量明顯改善,基本消除重污染天氣,各市(州)政府(包括長白山管委會及梅河口市、公主嶺市、珲春市政府,下同)所在地城市環境空氣質量優良天數分階段達到292天以上,力争提前一年達到國家目标要求。
二、重點任務
(一)加快調整能源結構
(二)加強工業污染治理。
(三)加強煤煙型污染治理。
江蘇
《關于實施電鍋爐替代燃煤(油)鍋爐三年行動計劃的通知》
一、工作目标
用三年時間,以工商業用戶為重點,兼顧整治分散燃煤小茶爐、小爐竈,重點推進 10 蒸噸/小時以下燃煤(油)鍋爐的替代或淘汰。對于 10-65 蒸噸/小時的燃煤鍋爐,綜合應用電能替代、集中供熱等措施實施整合、改造或淘汰。
飯店、賓館、醫院以及辦公寫字樓、商場、體育場館等領域推廣蓄熱式電鍋爐,力争三年内推廣電鍋爐 1000 台,用電容量約 60 萬千瓦。
塑料、橡膠工業、制藥、紡織、印染等行業推廣電氣混合式蒸汽鍋爐、熔鹽蒸汽電鍋爐、固體蓄熱式電鍋爐等技術,力争三年内推廣電鍋爐 250 台,用電容量約 75 萬千瓦。
燃氣(熱力)管網無法達到的老舊城區、城鄉結合部和農村地區,對分散式燃煤(油)小茶爐、小爐竈等進行電鍋爐替代改造,力争三年内推廣電鍋爐 5000 台,用電容量約 20 萬千瓦。
二、工作措施
(一)加強組織協調
各地經信、物價和供電公司要加強協作配合,在地方政府和相關部門的支持下,研究提出各地相應配套政策,細化工作方案,明确重點領域,分解目标任務,确保電鍋爐替代燃煤(油)鍋爐工作落到實處。
(二)加大用電扶持力度
(三)優化接入工程服務
各地供電公司應對用戶的電能替代項目主動介入、優化服務。用戶因實施電能替代改造增容而引起的10kV(20kV)及本部城區低壓線路接入改造工程,由供電公司負責投資。
(四)建立調峰激勵機制
用戶投資建設蓄熱式電鍋爐參與需求響應、提供調峰服務的,可參照相關規定獲得合理的獎勵。
(五)發揮示範引領作用
全省範圍重點推進商場、賓館、寫字樓等公共樓宇電鍋爐替代示範項目建設。徐州、連雲港熱力管道覆蓋不到的地區,推動建設居民蓄熱式鍋爐集中供暖或電鍋爐替代小煤爐、小茶爐示範項目;蘇州、無錫、常州等生态要求高的地區,推動建設工業電鍋爐替代燃煤(油)鍋爐示範項目。
(六)加強宣傳引導
借助多種傳媒方式,大力普及電能替代常識,宣傳電鍋爐替代燃煤(油)鍋爐的效果,推廣示範應用成功經驗,為電鍋爐推廣營造良好的社會輿論環境。
遼甯
《關于煤改電供暖項目到戶電價的通知》
一、煤改電供暖項目用電采取直接交易方式 ,到戶電價由上網交易電價、過網費和政府性基金及附加(農村電網維護費)構成。
二、煤改電供暖項目到戶電價執行峰谷分時電價政策 ,并将用電低谷時段由原來的 7小時 (22:00— 5:00)延長至10小時 (21:00— 07:00)
三、現行煤改電供暖電量來源為遼甯紅沿河核電有限公司上網電量 ,通過市場交易形成的上網交易電價為 0.18元 /千 瓦時。随着煤改電供暖面積和用電量的增加 ,我省将争取其他低電價電力資源參與市場交易 ,以降低煤改電供暖用電成本。
四、電供暖項目到戶電價分為居民電供暖電價和非居民電供暖電價。按照核電現行上網交易電價測算 :
當上網交易電價發生變化時,電 供暖項目到戶電價按照我省煤改電供暖項目電價機制确定 ,不再另行通知。
五、對煤改電供暖項目用電量 ,各市财政部門要給予不低于每千瓦時0.11元的價格補貼。
山西
《推進城鄉采暖“煤改電”試點工作實施方案》
山西将力争三年完成50萬戶居民采暖“煤改電”任務,有條件地區實現學校、醫院、養老院、旅遊景點等公益事業單位和鄉鎮機關、村委會等電采暖全覆蓋。
為支持供暖煤改電,山西将全面落實峰谷分時電價政策。
對安裝高效節能電采暖設備的居民用戶,省、市兩級财政對采暖季低谷時段電價各補貼0.1元/千瓦時,每個采暖季每戶補貼最高不超過12000千瓦時用電量。
對安裝高效節能電采暖設備的學校、養老院等非營利性公益事業單位,設備購置費用由省、市、縣三級财政各補貼1/3。
山東
《關于印發加快推進山東省電能替代工作實施意見的通知》
山東省在造紙、化工、汽車、醫療、食品等生産環節中需要熱水(蒸汽、導熱油)的各類企業,推廣使用蓄熱式與直熱式工業電鍋爐、電蒸汽鍋爐等,替代燃煤鍋爐。
山東省所有10蒸噸(7兆瓦)及以下工業燃煤鍋爐和各市主城區20蒸噸(14兆瓦)及以下工業燃煤鍋爐,将全部完成替代關停或實施超低排放改造,達到燃氣鍋爐排放水平。
江西
《關于印發加快推進江西省電能替代工作指導意見的通知》
一、總體目标
用2-3年時間基本完成典型區域、典型行業電能替代示範項目建設,建成4個以上的電能替代示範區。
全面完成列入計劃的燃煤(油、柴)鍋爐改造任務,逐步淘汰公共事業單位小型燃煤(油、柴)鍋爐,加快推進“無煙”風景區建設,電烤煙、電制茶、港口岸電全省覆蓋率達到80%以上;建成充電站260座、充電樁10萬個。
二、主要任務
(一) 推動電能替代示範區和典型項目建設。
在全省電能替代項目集中地,重點建設電能替代示範區;在各行業打造典型電能替代示範項目,引導用戶實施電能替代改造。
(二) 大力推進商業、公共領域電能替代。在全省範圍内公共機構及事業單位、賓館、商場、寫字樓、城市綜合體推廣使用熱泵、電蓄能空調、蓄熱電鍋爐;在全省範圍内4A級及以上風景區全面建成“無煙”景區。
(三) 全面整治工業領域分散燃煤鍋爐。
加強工業領域大氣污染綜合治理,在化工、造紙、印染、制革、制藥等産業集聚區,逐步淘汰分散燃煤鍋爐。
除必要保留的以外,各設區市城區範圍内基本淘汰10蒸噸/小時及以下的燃煤鍋爐,禁止新建20蒸噸/小時以下的燃煤鍋爐;
其他地區原則上不再新建10蒸噸/小時及以下的燃煤鍋爐。
(四) 拓寬交通領域電能替代。
在沿江、沿河港口碼頭,推廣船舶岸電和電驅動貨物裝卸技術;在機場航空港站推廣應用橋載設備技術;加快充電站、充電樁基礎設施建設,推廣應用電動汽車。
(五) 創新農業領域電能替代。
在溫室大棚、幹燥設施、水産、畜牧等領域創新推進熱泵技術應用;在煙、茶集散地推廣電烤煙、電制茶。
(六) 在供熱、供氣管網暫不能覆蓋的地區改用電能替代。
(七) 嚴格污染物排放控制。
65蒸噸/小時及以下蒸汽鍋爐、各種容量的熱水鍋爐及有機熱載體鍋爐、層燃爐、抛煤機爐外排煙氣嚴格執行《鍋爐大氣污染物排放标準》(GB13271-2014)相應排放限值。熱電聯産電廠發電供熱比達到國家規定标準。
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