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化學儲能:建筑節能后起之秀

2012-08-01 13:33:20 中國化工報   作者: 張艷燕  

國際能源署(IEA)5月16日發布的技術路線圖《建筑節能:供熱和制冷設備》中指出,四大技術路徑是實現建筑節能的主要手段,熱能儲存中的化學儲能作為后起之秀,將在未來幾十年發揮越來越重要的作用。

建筑能耗約占全球能源消耗總量的1/3,同時也是二氧化碳排放的重要來源。路線圖分析,預計到2050年,通過對建筑物采用太陽能光熱、熱泵、熱能儲存以及熱電聯產等技術,有望減少約2億噸的二氧化碳排放量,即建筑物的溫室氣體排放可以減少25%,同時節約大概7.1億噸油當量的能源。

熱能儲存是建筑節能中必不可少的一部分。熱能儲存技術主要有三種方式,熱水、地熱儲存等可感知的方式,冰儲存、液相變化物質的儲存等潛在的方式,還有熱電化學儲存等方式。最常見的例子就是太陽能熱水器,采用隔熱設計減少熱能損失,既便宜又能將熱能儲存一天甚至一周到兩周,且成本在可接受范圍內。但是這種系統體積龐大,不是長期儲存的理想解決方案。

IEA認為,化學反應儲能雖然屬于新路線新方法,但各項參數指標優異,發展前景看好。

化學儲能法主要是利用可逆化學反應進行儲能,其儲能容量可以達到120-150千瓦時/噸,發電能力為10-1000千瓦,能源效率為75%-100%,儲存時限為數小時至數天,成本為10-52美元/千瓦時。相比其他儲能技術路線,化學儲能的容量是最高的,也是唯一一個能夠實現100%儲能的路線,但發電能力、儲能時限和成本方面目前不具有太大優勢。

此外,通過不同的化學反應,可以實現在不同的放電溫度下進行熱能傳遞,這使化學法的儲能密度可以達到可感知儲能方式的5-12倍,甚至20倍。

目前,熱能儲存系統安裝速度較快的國家只有日本、韓國和美國。按照路線圖設定的發展目標,到2050年,熱能儲存在所有空間供熱和熱水系統中的使用率達到50%。在成本上,到2030年,化學儲能等設備的安裝成本要降低50%-70%,到2050年則要降低65%-85%。

如果沒有很好的政策扶持,消費者不會主動為建筑節能埋單。建筑節能技術推廣的障礙首先是高成本,其次是新技術的市場風險,以及其他資金、管理、法律等障礙。

路線圖指出,為達到預定的目標,首先應該增加技術研發、工程示范等,這項工作到2030年,每年需要支出35億美元。其次是要加大對消費者的信息輸出,用詳實的數據告知他們建筑節能技術帶來的節能和減排效果,以及為他們的生活帶來的實際經濟效益。再次是要有積極的市場培育政策,以提高現有技術的市場采納率。最后是廣泛的國際合作,通過合作項目放大政策干預帶來的益處,同時加強不同國家和地區間的技術交流活動。

因此,要實現路線圖中的目標、克服現存的障礙,需要從基礎研究到示范項目再到優化發展等一整套持續的政策扶持。長期、穩定的政策是贏得充裕投資的強有力保障。




責任編輯: 中國能源網