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  • 电储能供热技术概念及原理简介
  • 金喆新能源   |   2024-07-01

    电储能供热技术是什么技术?

    电储能供热技术,是一种新型热源解决方案,它可将电能转化为热能,并将热能存储在合适的储热介质内,在需要用热时进行有序释放。


    该技术,是储能技术的一个分支。储能技术,顾名思义,储存能量的技术,是基于目前我们国内电力系统峰谷电价差越来越大以及新能源消纳需求而不断发展的技术。一提起储能技术,通常默认指的是储存电能,但能量的利用形式并非只有电能这一种,在我们的社会运转中,有相当一部分比例的能源消耗是为了供热,比如,冬天居民需要供暖,工厂生产正常运转每天都需要蒸汽、烘干热风、导热油或者热水。如果储存的电能最终要以热量的形式输出、利用,那么,很自然的,可以直接实现电储能供热的技术就应运而生。说到底,电储能供热技术是储能技术和热应用场景融合下的新能源供热技术,也可以理解为一种新型的、可与新能源电力系统相配套的电锅炉。

    目前,电储能供热技术可存储的电能主要来源于3个方面:

    1.电费低廉的低谷电

    2.风电

    3.光伏电力


    电储能供热技术常用的储热介质也主要有3大类:

    1.固体储热类,以固态材料的升温、降温实现储热、放热,原理详细介绍参见《固体电储热技术科普,只看这一篇就够了!》;

    2.相变储热类,以熔盐等材料在液态和固态间来回切换状态实现储热、放热;

    3.液体储热类,主要是以水作为储热介质,以水的升温、降温实现储热、放热。

    我们在《蓄热电锅炉必读原理系列14:3种蓄热式电锅炉优缺点对比》和《储热式电锅炉储热介质的选择与分析》等文章中对不同储热介质的优缺点做过不少论述,有兴趣可以移步查阅。


    电储能供热技术的热输出形式

    由于不同的电储能供热技术所用储热介质的形态和储热温度差异明显,因此,不同的电储能供热技术热输出形式有所不同。

    电储能供热技术概念及原理简介(图1)


    从上表可以看出,每种电储能供热技术均能以热水的形式实现热量释放,因此,近十年电储能供热技术在清洁能源供暖领域大放异彩,且市场规模仍在快速膨胀中。但仅从热输出形式这个角度来分析,每种储热技术的也有很多不同之处:

    固体固体储热技术热输出形式与常规锅炉一致,且可以10KV高电压直入,因此,在工商业清洁能源供热有广阔的应用前景。

    熔盐储热可能是目前唯一一种可以实现电转热-热转电的储热技术,也是一种可以消纳工业余热的储热技术,相比之下固体储热则只能以电能作为储热来源,但熔盐储热只能接入380V常压电,在大功率供热领域需考虑变压器增容问题。

    水储热,相比上述2种储热而言,储热成本低,但由于水的储热能力有限,即使是承压状态下存储,储热能力也无法与其他2种相提并论,因此,目前应用集中在低温供热领域。


    政策支持与市场前景

    为了推广和发展电储能供热技术,国内出台了一系列政策。这些政策的出台为电储能供热技术的发展提供了有力的保障。摘选几条如下:

    “新型储能成为能源领域碳达峰碳中和的关键支撑之一,要求以需求为导向,探索开展储氢、储热及其他创新储能技术的研究和示范应用。

    ——2021年7月国家发展改革委、国家能源局《关于加快推动新型储能发展的指导意见》

    实施建筑电气化工程。在城市大型商场、办公楼、酒店、机场航站楼等建筑中推广应用热、电蓄冷空调、蓄热电锅炉。

    ——2022年3月国家住建部《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》

    大力推进工业领域电气化。服务国家产业结构调整和制造业转型升级,推广电炉钢、电锅炉、电容炉、电加热等技术,开展大功率电热储能锅炉等电能替代,扩大电气化终端用能设备使用比例。加快推进建筑领域电气化。鼓励机关、学校、医院等公共机构建筑和办公楼、酒店、商业综合体等大型公共建筑围绕减碳提效,实施电气化改造。

    ——2022年3月国家部委《关于进一步推进电能替代的指导意见》


    发展趋势与前景展望

    未来几年内,电储能供热技术将呈现出以下发展趋势:

    一是技术创新将不断加速,新型储能材料和热管理技术将不断涌现;

    二是市场需求将持续增长,尤其是工业领域的应用将更加广泛;

    三是多能互补方案、0碳供热方案会更加成熟,推动行业的健康发展。


    展望未来,我们认为,随着全球能源结构的调整和清洁能源电力体系的构建,电储能供热技术将在供热领域发挥越来越重要的作用。随着技术的不断进步和市场的不断扩大,我们有理由相信,电储能供热技术将为人类创造一个更加绿色的未来。


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