储热技术低成本高效率又一例证——跨季节储能蓄热

在可再生能源的利用中，不可回避的是可再生能源的季节波动性和不稳定性。随着风电、光电等可再生能源的推广和普及，两大矛盾日益突出：一是可再生能源供给的不稳定性和需求稳定性之间的矛盾；二是太阳能季节分布和能耗需求季节分布之间不匹配的矛盾。

如何解决可再生能源供需不平衡的问题？在可再生能源装机量上升，火电逐渐退为配角的环境下，储能技术将成为可再生能源并网的润滑剂和缓冲墙。而在众多储能技术中，能满足“夏储冬用”的长时间储热技术则是解决季节供需不平衡问题的不二法宝。

跨季节储热解决供需矛盾

利用太阳能进行供热，太阳能资源冬天少，夏天盈余；能源需求则是相反，采暖需求在冬天比较旺盛。因此，需要一种能源的储存方式，将夏季盈余的太阳能资源储存到冬季使用。跨季节储热正是解决上述两大矛盾的关键技术。

通过大容量储热技术，可以实现热电解耦，增加火电厂灵活性，同时可以将风电、光电、光热、热泵等多种能源有机耦合，实现能源的长期高效存储，达到最优化清洁供热供电的目的。

在上图中，通过太阳能集热器给跨季节储热水体加热，热电联产的余热也可以储存在跨季节储热水体中，通过热泵可以实现储热水体的热量充分回收和利用，实现可再生能源供热的目标，同时提高系统经济性。

增大储热体体积可有效降本

目前，世界前沿的跨季节储热技术主要包括钢罐、大容积水池储热、土壤源储热体、地下水体储热、大型相变储热。其中，钢罐储热并不是严格意义上的跨季节储热。钢罐储热技术有其特殊性，适用的储热体积一般不大于7000立方米，如果继续增加储热体体积，相关的投资、系统的费用等将大幅增加。一般在北欧国家钢罐体积在7000立方米以内。

而对于常规的储热技术而言，储热体的大型化是发展趋势。随着储热体积的增大，单位储热体造价降低的同时储热性能大幅提高，单位储热体对应的散热表面积在快速降低。当储热体体积从100立方米增加到10万立方米，单位储热体对应的散热表面积降低到1/12，同时造价也在大幅下降，达到1/25。因此，对于跨季节储热项目而言，储热体体积越大，经济性越好。

国内外跨季节相变储热应用

丹麦科技大学非常重视高性能储热技术的研究与示范，早在1983年就建立了世界首例500立方米大型储热水体，在学术界引起了轰动。

丹麦是全球最早推动太阳能相变储热区域供热的国家，也是当今世界上最大的太阳能相变储热区域供热市场。早在1983年，丹麦科技大学就建立了世界首例500立方米大型储热水体，在学术界引起了轰动。

2016年底，丹麦的大型太阳能相变储热区域供热系统集热器安装量占全球该类系统的80%，约131.8万平方米，总容量922MWth，太阳能相变储热区域供热厂数量110个。此外，规划的太阳能相变储热区域供热集热器面积达到269.2万平方米。

丹麦的跨季节相变储热系统大多数属于热电联产锅炉+太阳能+相变储热+区域供热系统，实现太阳能的有效消纳和火电厂调峰负荷的降低。目前，丹麦大型相变储热区域供热技术发展较为成熟。

发展跨季节储热是碳中和的必经之路

目前，我国正在大力实施和发展清洁供热，但煤改电、煤改气大规模推广有一定弊端：热电厂以热定电，夏季产能闲置，造成资源浪费；热电解耦特性限制了电厂调峰能力，不利于推广可再生能源发电。

因此，储热、尤其是跨季节储热技术不可或缺。通过跨季节储热技术实现热电解耦，增加电厂灵活性，电厂余热夏存冬取，避免热能浪费，提高电厂经济性，风电、光热、热泵、余热等多能互补，提高可再生能源利用率，才能建立以可再生能源为主体的新型低碳电力系统，实现真正的碳达峰、碳中和。

峰谷电价差扩大至每度0.7元

峰谷套利促进储热清洁供暖产业大爆发

据最新统计，其中有26省市执行最新峰谷电价表，有14省市最大峰谷电价差已超过0.7元/kWh。目前用户侧储能主要是通过峰谷电价差套利形式获取收益，意味着只要峰谷电价差高于储能单次循环成本、储能项目即可盈利。有数据显示当下我国电化学储能单次循环成本已经低于0.6元/kWh，在此轮电价调整过程中，全国大部分地区峰谷电价差已普遍高于0.6元/kWh，其中一半省市的工商业电价的最大峰谷电价差已超过0.7元/kWh。储能蓄热行业在明年装机大爆是毫无疑问的，毕竟规划是白纸黑字写在碳中和方案里的3年10倍空间。但是之前的问题就是储电成本过高，大家不积极。现在因为峰谷电价差上涨，极大地缓解了成本问题，极大的促进电储电、储热相关产业的发展。

随着碳达峰、碳中和目标的全球共识，各国都加大可再生能源的建设力度，大幅增大了储能蓄热设备的需求，随着国家对雾霾的大力治理以及对燃煤供暖的改革规范，从城市到乡村，低价谷电储热清洁供暖行业得到了大力支持和前所未有的快速发展。各级政府出台了大量清洁供暖利好政策与峰谷电价政策，居民实施清洁采暖可享受优惠电价，家用电和取暖电价分开等等。在优惠力度上，低价谷电储热清洁供暖迎来了发展的春天，我国超万亿规模的清洁供暖市场的未来肯定是低成本谷电储热清洁供暖的主场。

天帅智能科技系我国华北地区首家成功研制出“相变储能清洁供暖技术”并在全国应用推广的高新技术企业。响应国家碳中和政策号召，投入储热清洁供暖技术研发产业，历经多年努力，研制成功并对外发布“相变储热清洁供暖”系列产品，进入成熟的商业化运营阶段。

天帅智能科技所研发的“相变储能蓄热”采暖装置,利用的是夜间低价谷电,在有效消纳富余电力的同时,还能实现电力的“移峰填谷”，为稳定和平衡国家电网系统压力做贡献。中国是世界第二大电力消费国，也是可再生能源世界第一装机容量大国，冬天各种来源的电力都过剩，利用富余电力供热，将大大有助于替代燃煤供热，减少雾霾。再者相变储热清洁供暖设备，利用低价谷电加热，白天停止加热，只从相变储热单元中释放热量来实现供暖，只需使用7小时低价谷电，就可持续24小时清洁供暖，能够有效节约运行成本，降低能耗，成为深受市场好评的一种新型清洁供暖设备。