清潔供暖市場洶涌之下,空氣源熱泵行業被引爆,在多地的 煤改電項目招標中,大都少不了空 氣源熱泵的大批量訂單。在各地峰 谷電價機制的支持下,儲熱式 電 采暖卻未能引起廣泛關注 和重視,市場 空間 也遲遲沒有 真正打開,原因為何?
1、三個層面的實際效益
儲熱式電采暖是在 用電低谷時段將電鍋爐產生的熱量存儲在儲 熱裝置中,等到用電高峰時段,停 止電鍋爐運行,利用儲熱裝置中存儲的熱量向建筑物供暖。
儲熱式 電采暖充分利用峰谷電 價政策,將高電價時段的采暖用電負荷轉移到低電價時段,在用電總量基本不變的前提下,實現了采暖電費的節約。從三個層面來看,其都能帶來實 實在在的效益。
對于采暖用戶來說,儲熱式電采暖顯著降低了采暖電費;對于電網公司來說,儲 熱式電采暖削減了高峰負荷,轉移了高峰電量,緩解了電 網峰谷差,提高了整個電力系統的 能效;對于社會來說,儲熱式電采暖無任何 污染物排放,具有良好的環境效益。
2、經濟性為最大應用障礙
目前,儲熱式電 采暖的儲熱系統主要采用 顯熱儲熱和潛熱儲熱兩種技術 ,其中,潛熱儲熱(也稱相變 儲熱),是利用蓄熱材料的相態變化過程 來儲熱,一般采用水合無機鹽制成,儲熱過程中儲熱材料溫度變化小, 儲熱密度大,蓄熱裝 置體積小,但是造價較高。近年來在北京、 天津、山東等多地有些實際項目應 用,其中最典型的項目為北京的明光村項目。
多家公司在相變儲 熱領域有所涉足,如市場推廣力度較 大的今日能源,其相變儲 熱系統采用自主 研發的多元復合相變蓄 熱材料,結合獨創的 高效換熱器設計,產品具有蓄熱量大、低成本、零排 放、模塊化、自動化控制 等特點。該公司宣稱其最大單體蓄熱設 備蓄熱量達3000kWh,可供1000~12000平米。
事實上,從技術層面上看,儲熱式 電采暖技術的核心即儲熱技術,無論采用何種儲熱材料,對于供暖級別的應用來看,技術門檻并 不高。基本均能 達到預期的性能指標,這 一點能夠從近年來 多個示范項 目的穩定運行中可以 得到印證。那么,儲熱式電采暖技 術未能獲得大 規模發展的原因到底是什么?
答案最終要歸結到經濟性上。首先可以確定的是,儲熱式電采暖的運行成本遠高于燃氣鍋爐,而且儲熱 式電采暖的初投資要遠高于燃氣 鍋爐,尤其是采用全負荷蓄熱時 。要與燃氣采暖相競爭,幾乎沒有可能。好在經歷 了2016~20 17年的大規模煤改氣之后,2018年以來,各地的煤改氣已經幾近偃旗息鼓,以空氣源熱 泵為代表的電采暖強勢崛起。
3、空氣源熱泵+儲熱系統的完美搭檔
在此情境下,空氣源熱泵和儲熱技術相結合可 能是儲熱式電采暖全面打開市場的可行方案,即利 用空氣源熱泵替代電鍋爐作為熱源,在低谷電 價時段運行,制得熱量儲存在儲熱裝置中, 等高峰電價時段 由儲熱裝置供熱。
按照空氣源熱泵目 前平均2.5的能效比,這種方式能夠將 目前的儲熱式電采暖 的運行成本降低至2.5分之一,即將部分負荷蓄熱的運行成本降至18.3元/平方米, 將全負荷蓄熱的運行成 本降至12.6元/平方米。盡管初投 資會增加,但如此低廉的運行成本足以彌補初投資高 的缺點。
當前,市場上的空氣源熱泵大多為低溫熱水泵,一般出水溫度45℃,但考慮到儲熱時的換熱溫差,熱泵的出水溫度至少應達到60℃-65℃,才能和儲 熱裝置配合使用供暖。這可能是兩者結合并行發展的一大問題, 但相信經過針對性研發,提高空氣源熱泵的出水溫度并不是太 大問題,將空氣源熱泵 和儲熱技術進行組合實施清潔采暖,比單純的采用空 氣源熱泵可以更有效地利 用峰谷電價差, 實現顛覆性 的超低成本清潔采暖。