余热利用+移动供热 以相变蓄热为核心的能源互联网如何打造?
发布者:xylona | 来源:CHPLAZA清洁供热网 | 0评论 | 467查看 | 2018-09-05 16:22:00    
“为何选择从一名教师转行当商人?”

“因为好奇。”

CHPLAZA清洁供热网报道:面对记者提问,王智慧直言不讳。从大学老师到下海经商,王智慧从一开始就把目光放在了节能领域,今天,他创办的中益能储热技术集团有限公司(简称“中益能”)已经过了20余年的发展演变。

“做生意不比在学校清闲,一路走来也遇到过很多问题。多年前在北京做煤炉改造项目,当时居民生活需要30~50升的热水器,而我们开发的蓄热型电热水器规格在120升左右,没有迎合市场导致销量上不去。”在正式创办中益能之前,王智慧团队已经经过了长时间的探索,对市场导向的重要性有着更为深刻的理解。

而面对如今更为复杂的供热市场和鱼龙混杂的清洁供暖设备,中益能是如何规划的?在热泵主导的北方清洁供暖市场,以储热技术为核心的中益能又将如何发力?

煤改电 空气源热泵是“半成品”

当前,财政政策对清洁供热扶持力度不小,对新近入选第二批北方地区冬季清洁取暖试点的23个城市,每年的资金支持就将达到101亿。然而从各地方政策来看,储热技术还未成为多数地方支持的重点,相较之下,北方地区煤改电以空气源热泵搞得最为热火朝天。

但王智慧坦言,从一定程度上来看,他并不太支持政府的大范围补贴。他认为只有以市场为导向的竞争,才能让行业真正洗牌,让更具经济效益的设备或技术脱颖而出,推动行业的可持续发展。

王智慧向记者表示,“北方地区煤改空气源热泵方向没错,但就目前做法来看,空气源热泵还是半成品。热泵市场目前存在恶性竞争,许多产品宣称的性能言过其实,依靠政府补贴一窝蜂的改造并未对取暖终端用户负责,受累于高昂运行成本的将是用户,而非早早脱手的供应商。当取暖费用超出居民可承受范围,返煤恐是必然。”

就空气源热泵是半成品一说,王智慧进一步解释道,“空气源热泵用于冬季供热,但居民还需采购其他设备用于夏季制冷。若放缓改造脚步,对空气源热泵进行升级改造,冬季供热、夏季供冷,那么将节省一部分设备支出。”

此外,王智慧认为,空气源热泵的环境适应性较差,提高性能需要依靠储能设备,空气源热泵增焓只是临时性措施,不能从根本上解决问题,只有加装储热设备才能提高系统能效。利用谷电蓄热系统,可降低约一半的运行费用。

常见的水储热技术设备简单但体积较大,在北京这样一个寸土寸金的地方,用地成为发展阻碍。意识到这一问题后,王智慧团队另辟蹊径,于2003年完成了相变储热技术的研发,并以此为核心,在绿色节能领域进行开拓。王智慧表示,目前北方市场安装的空气源热泵系统均可以采用其研发的储热系统进行改造。

中益能目前使用的相变材料有十余种,可根据温度需求选择适合的材料。王智慧介绍,相变储热的核心在于材料的膨胀和收缩,加热和放热过程对材料造成的应力非常大,随着充放热次数增加,可能导致容器变形,存在爆炸等安全性风险,而中益能将储热材料进行元件化设计来削减充放热造成的应力。同时,利用添加稀土的方式,改变相变材料的结晶结构,严格控制体积膨胀率在千分之五以内,增强系统安全性。

首创移动供热 采用租赁模式多场景应用

基于相变储热技术,中益能在节能供热领域积极突破。2005年5月,由王智慧主持研发的全球第一辆移动蓄热供热车正式问世,在距今约13年的时间里,中益能移动蓄热车经过多次改造升级,目前推出的已是第12代产品。

图:中益能移动供热车产品

移动蓄能供热以高性能蓄热材料和蓄热元件为核心,主要由储热元件、控制部件及放热/储热管道、载车等部分组成,是一种新型的余热利用与集约化供热模式。

然而,单台移动供热车蓄热量有限,一天来回多次充放热,其性能可否保证?王智慧表示,中益能常规的相变储热装置使用寿命在30年左右,移动供热车的相变材料平均一天充放热6次,一年约2500次,至今使用13年依旧维持良好性能,充热时间约半个小时,相较其它同类设备12小时的充热时间,能够真正体现移动性的价值。

王智慧介绍,从2014年开始,移动供热车便采用租赁的商业模式。一是规避企业拆装设备获取其技术进行仿造,进而影响行业整体生态环境,二是采用租赁模式收取押金与技术服务费的方式的收益好于直接买卖设备,且适用于海外推广。

王智慧介绍,目前移动供热车的应用场景,主要分为四类。

一是替代锅炉,供城市生活热水。多用于学校、医院等分布较为分散,不易布置管道的地区。

二是应急保障供暖。主要用于应对气荒、供暖管道爆裂等突发性情景。同时,例如张家口冬奥会的临时性场馆也可以使用移动供热车,节省基础设施建设支出。

三是用于油田洗井。洗井清蜡需要85摄氏度的热水,目前国内大概有47万口油井,油田洗井市场空间广阔。王智慧介绍,用传统方式洗一口井成本在4000元以上,而利用移动供热车每次清洗成本可控制在500元以内,只需在油田联合站就近取热。

四是用于机场远机位,冷、热、电联供。远机位供热制冷依靠航空发动机,维护费用高,采用移动供热可以有效降低成本,同时满足供热制冷以及照明等用电需求。

除上述四种应用场景外,还有一些不成规模的领域,王智慧表示,中益能移动供热车在当前前两个领域应用最为广泛,在油田洗井领域应用相对复杂,而机场远机位尚且只有小批量设备投用。

重视低品位余热利用 打造能源互联网雏形

2016年初,国家发改委发布了《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》,文中明确指出,“互联网+”智慧能源是一种互联网与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的能源产业发展新形态。

储热作为构建能源互联网的关键支撑技术之一,在能源互联网中发挥关键作用。而中益能的定位正朝着多个方向发力,试图打造能源互联网雏形。


中益能十分重视对余热资源的利用,移动供热车便是极好的体现之一。王智慧表示,“如果把工业余热彻底利用,能解决相当于100亿平米的供暖,节约约2亿吨标煤。协调国内工业和社会生态关系十分重要,建设一个钢厂,需要考虑就业,考虑钢厂余热利用,应在周边建设纺织厂、造纸厂等附属工厂对钢厂低品位热能进行梯级利用。但目前设计院较为单一,对城市能源规划问题未充分考虑。中益能希望通过类似移动供热的实际做法,为国内整体降低能耗做出一些努力。”

此外,中益能还于2013年开发了中央空调的改造升级技术。现有大型中央空调系统基本为单冷空调,冬季供暖还需单独供应,中益能在原有系统基础上,加装去耦储热增焓装置和工况转换装置实现系统供热与制冷的自由切换。

王智慧表示,以相变储热技术为核心,对中央空调进行优化升级,同时利用移动供热车对热电厂、钢铁厂、垃圾焚烧厂、电力、化工、造纸等高耗能行业的工业余废热回收储存,并用移动供热车运输到纺织、制药、养殖、学校、酒店、居民小区等热用户处,提供热水和供暖,便可初步打造能源互联网的雏形。
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