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启能新能源:构建分布式储能与清洁采暖新途径

作者: 来源: 发表时间: 2020-07-24

Pioneer Energy: Building A New Approach of
Distributed Energy Storage and Clean Heating
启能新能源:构建分布式储能与清洁采暖新途径
■ 李留宇


江苏启能新能源材料有限公司(简称:启能新能源)以“热库”产品为核心,打造热能智慧清洁整体解决方案,同时解决了能源消纳和清洁采暖双难题,为优化能源产业结构开创新局面,因此荣登国际融资2020(第10届)“十大绿色创新企业”榜
关键词:分布式储能;相变储热;清洁供暖;能源消纳


实现“从0到1”,技术全球领先

启能新能源首创了全球领先的大规模相变储热技术及“启能热库”系列产品,为客户提供清洁能源综合解决方案,既可将风电、光电、谷电等以储热方式进行消纳,也可对工业废热、余热进行回收再利用,实现了分布式储能和清洁采暖“从0到1”的突破,在技术领先性和实施项目上都处于行业领先地位。
启能热库打破了传统热能储存上的技术壁垒,在保证高性能的同时还兼具低成本、灵活使用、绿色环保等多种优点。该公司独创的无机纳米复合固液相变储能材料具有高密度、高导热性、高稳定性的特点,利用物质相变转换过程,由物象的循环实现大量热能的存储与释放,过程中温度恒定,在全球储能材料领域具有开创性意义。
目前,市场上同类型产品对启能新能源还不具备规模化影响,启能新能源的热库技术是对传统供热方式技术局限性的有效补充和应用领域的突破,在技术先进性和未来发展潜力上更具优势。启能热库技术具有以下特点:
1.成本低:以工商业为例,启能热库初始投资比市政供暖节约30%,运行成本比传统暖通产品节省55%~70%。以使用该公司产品的北京、天津区域40万m2综合体为例,每年可节约费用1000万元人民币。
2.运行维护容易:该公司热库产品可实现全自动化、智能化、无人值守,数据中心及APP可实现监视、操作控制,节省人工和维护费用。
3.效率高寿命长:根据国家空调设备质量监督检测中心、国家排灌及节水设备产品质量监督检验中心等权威检测报告,热库系统供热效率>99%,24小时热损<5%。同时,热库系统蓄热材料充放热次数超过6000次后,其体积热焓值仍高达95%,供暖循环寿命可长达三四十年。
4.安全环保:热库核心材料无可燃性,安全稳定,常压运行。同时使用过程中实现零污染、零排放,不产生噪音,对环境友好。此外,该公司在热库产品的基础上又开发出移动热库、家用热库等多类型产品,形成了以热库为核心的热能智慧清洁整体解决方案,能灵活对应各类热能应用需求,重新定义了热能存储应用模式。

解决能源消纳、供暖保障双难题

电力系统中,电力平衡情况是当前业界十分关切的问题,峰谷差增大将使得系统需要提供更大备用容量,设备冗余,导致电力设备利用率较低。据国网能源研究院初步测算,到2025年,中国电力系统最大日峰谷差率预计将增至35%,最大日峰谷差将达到四亿千瓦,电力系统调峰压力进一步增大。由于能源的生产与需求在时间、空间的不平衡,决定了能源的有效双向流动离不开高效能的储能设备。
启能热库具有高功率密度,较有机材料功率密度高3~4倍;并具有高储热密度,为水的5~20倍,与锂电池储热密度相当(600~1500KJ/L),而成本仅为锂电池的1/20。该产品为电网和热网提供了友好型的柔性负荷,可充分利用谷电,实现用电移峰填谷,同时也可用于清洁能源、工业废热等的消纳,提升能源效率,最终实现大幅降低终端使用成本,并提升供热品质。
由于启能热库不需要热力、燃气管网等基础设施的建设,因此可大大降低基础设施的投资。同时,热库单台体积为0.94m×0.94m×1.8m,可根据供暖面积随意组合拼接,每台可存储能量650MJ(约合180kWh)。根据不同建筑类型,热库的供暖面积达500~1200m2/台,蓄热时间为2~8小时,供热时间为2~24小时,有效提升了热网系统效率和供热保障性。
目前,中国正在大力推进北方地区清洁供暖,主要技术路线是电能替代(煤改电)。启能热库的高效储能技术可有效利用低廉谷电进行热储存和供暖,并能应用于可再生能源消纳与电能替代等领域,同时助力大气污染治理,未来市场前景广阔。目前,该公司还利用强大的技术储备,正在不断研发工业应用等领域的新产品。

有效覆盖盲区,清洁采暖造福民生

据国家统计局数据显示,2018年中国集中供热面积约为87.8亿平方米,2019年集中供热面积已经达到100亿平方米。但与此同时,能源供给不足和热力管网建设问题日益凸显。传统管网集中供暖的基础投资建设费高昂,开发成长期能力浪费,热损大,运营和维护费用高,管网建设容量存在误差,因此存在诸多覆盖盲区和使用问题。此外,既有集中供暖方式存在环境污染、热源不足、管网覆盖率不足、系统效率低、供热可靠性差等诸多挑战。
由于以上原因,许多北方农村地区、城市棚户区等至今仍无法享受集中供暖。而自采暖不仅费用高昂,也带来了安全隐患和环境污染问题。启能新能源的分布式储能技术则可有效解决以上问题,同时给偏远地区的清洁供暖提供了新的解决思路。
有赖于热库产品在技术、成本、能效、便捷等方面的优势,启能新能源能够在不依赖政府补贴的情况下,有效解决过去因技术局限而出现困境的各类居民供暖难题。在过去几年中,该公司利用自身优势帮助解决实施了北京棚户区清洁供暖改造项目、天津宁河农村煤改电项目、河北农村还迁房小区清洁供暖项目等,帮助政府解决民生问题、提升居民生活品质,实现了社会、经济、环境效益的统一。
目前,启能新能源运行项目超三百例,包括:天津水游城清洁供暖项目、金融街集团系列项目、天津大悦城系列项目、天津宁河大型农村煤改电项目、河北迁西煤改电项目、河北兴隆乡镇住宅小区供暖改造项目、山西平遥古城住宅供暖改造项目、陕西铜川移动供暖项目等。热能服务覆盖全国700万m2供暖区域,累计消耗谷电五亿千瓦时,减少二氧化碳排放量超七万吨、二氧化硫2000吨、氮化物1800吨、烟尘46000吨,为节能减排、绿色采暖做出了一定贡献。其中,河北兴隆县因地理条件限制,管网建设难度大,成本高,并存在燃煤锅炉污染严重等问题,在2019年选取了平安堡镇和六道河镇的村民回迁房小区,采用启能热库技术进行试点,不但供暖效果好,对环境友好,而且还实现了当地能源政策下,不依赖政府额外补贴也可实现项目运行,是可持续可大规模推广应用的技术路线。
此外,该公司的移动热库产品,可根据现场建设条件进行灵活充热,对环境适应性高,无需复杂基础配套设计建设,即可迅速投入使用,为有需求的地区提供高效、大面积的供暖。在防疫、救灾等有紧急供暖需求的情况下,启能移动热库能随时调用,其安全、高效、环保的特性,尤其适合医院、临时居民安置点等人群密集的环境使用。

结语

中石化油田服务有限责任公司独立董事、东帆石能源咨询(北京)有限公司董事长、民德研究院院长陈卫东在推荐词中总结得好:“储热是储能的一种重要模式,储能技术进步和应用是能源转型的突破方向之一。该公司运营收入增长很快,不依赖补贴,有核心技术,前景看好。”


作者系国际融资“十大绿色创新企业”评选项目工作组调研员

 


50评委专家团对启能新能源的推荐词精选

刘伟(国投创合基金管理有限公司总经理)
推荐词:该公司将相变储热技术应用到分布式储能和清洁采暖领域,产品保证高性能的同时还兼具低成本、灵活使用、绿色环保等多种优点,应用场景广泛,并且得到市场认可。
周家鸣(创业导师)
推荐词:解决了“供暖与环保”、“清洁能源与高成本”的矛盾,具有极大的推广价值。
李娟(楚商领先(武汉)创业投资基金管理有限公司董事长)
推荐词:分布式清洁供暖系统利用低廉谷电实现电热转换和能量储存,能有效弥补传统供热缺陷,不依赖锅炉和管网的基础设施,具有良好的经济效益。
祁玉伟(上海创业接力基金创业投资管理有限公司主管合伙人)
推荐词:启能新能源首创了全球领先的大规模相变储热技术及“启能热库”系列产品,为客户提供清洁能源综合解决方案,该公司目前获得了大量工程应用案例,营收增长迅速。
梁舰(中建政研集团有限公司董事长、星云基金创始合伙人)
推荐词:启能新能源的相变储热技术及“启能热库”系列产品,为客户提供了清洁能源综合解决方案,打破了传统热能储存上的技术壁垒,在保证高性能的同时,还兼具低成本、灵活使用、绿色环保等多种优点。
滕征辉(北京股权投资基金协会副秘书长)
推荐词:技术领先、产品独特,有利于民生,阐述的案例具备说服力。
王建新(中国能源研究会能效与投资评估专业委员会副秘书长、中国循环经济协会节能与代用专业委员会高级专家)
推荐词:应用新材料分布式相变储热,开辟了提高区域能源系统效率、助力清洁能源发展、降低清洁供热成本和优化能源产业结构的新途径。
胡斌(浩正嵩岳基金管理有限公司总裁)
推荐词:启能热库技术具有很大的可推广性、复制性。

独立评审团对启能新能源的推荐词

凭借独创的无机纳米复合固液相变储能材料,启能新能源打破了传统热能储存上的技术壁垒,研发出“热库”产品,在解决余热回收和谷电消纳等问题的同时,提供了经济、高效、安全、环保的采暖解决方案,实现了分布式储能和清洁采暖“从0到1”的突破,解决能源消纳、供暖保障双难题,构建起能源供应端与需求端之间的绿色桥梁,市场前景广阔。


启能新能源副总裁严军华答评委问(摘要)

张付申(中国科学院生态环境研究中心研究员、室主任)问:启能热库运行的原理是什么?
答:启能热库采用我公司自行研发的具有自主知识产权的无机相变纳米复合材料,利用相变材料物相变化过程中吸收、释放大量潜热来实现热量存储和释放,并且在相变过程中能够保持温度恒定。
金嘉满(永续全球环境研究所执行主任)问:新技术的使用年限周期是多久?
答:全球知名的国际检验、认证集团法国必维公司的检测报告显示,启能产品核心部件可达5000次以上循环寿命,按每年供暖季平均150天计算,可保持30年稳定。同时,中国建筑科学研究院建筑能源与环境检测中心对该产品蓄热稳定性的测试也给出了类似结论。
梁舰(中建政研集团有限公司董事长、星云基金创始合伙人)问:许多北方农村地区、城市棚户区等至今仍无法享受集中供暖。启能新能源是如何解决这一问题的?
答:启能新能源有多项大型农村“煤改电”成功项目案例,技术产品和运行效果均得到市场认可。包括:天津宁河农村煤改电项目,供暖面积34万平方米。北京海淀区“无煤化工程”棚户区改造项目,总供暖面积45万平方米。
吴昌华(北京未来创新中心首席执行官)问:贵企业今后三年的发展计划是什么?
答:深挖分布式储能和清洁采暖行业,除建筑供暖外,还规划工业应用领域储能技术产品和跨季节储能相关技术产品的研发和市场推广。



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