新型复合储热技术将助力“零碳供热”落地应用

中能供热网讯：近日发布的《北京市“十四五”时期国际科技创新中心建设规划》，以丰富的应用场景设置、密集的制度创新，谋划出北京“十四五”时期的科技创新生态。

记者了解到，“零碳智慧供热”、“零碳建筑”等一批绿色技术应用场景将在北京落地，这些应用场景需要高效率、低成本的储热技术作为支撑。近年来，中国科学院过程工程研究所通过关键核心技术攻坚，形成了“复合储热技术及低碳节能系统”，目前已进入科研成果转化阶段。

“大型风电场经常会遇到一个问题，当某个时期风力很强的时候，产生的电能非常多，导致供给大于需求，多余的电能无法被有效利用，白白浪费掉了，成了‘弃风电’。如果用‘弃风电’制热，并储存起来，就可以在供热等场景中再次应用。这不仅减少了浪费，还能为供暖企业创造了额外收益。”

中科院过程工程研究所资源化工研究部“储能过程与能源材料”课题组带头人黄云研究员介绍，近年来，储热技术越来越受关注，它可以有效支撑“零碳供热”、“零碳建筑”等应用场景，为实现碳达峰、碳中和目标提供科学技术解决方案。

记者了解到，就像电池可以充电、放电一样，储热系统可以储存、释放热量，但它的技术难度相比充电电池具有差异性。

“因为电源电压等级通常是标准电压，但储热装置不同，面对的热源温度范围非常宽。比如，工业液态渣余热可以达到1000℃以上，而工业废水的温度只有几十摄氏度，不同集热技术也使光热系统热能温度产生差异。这对储热材料的性能提出了更高要求。”黄云介绍，储热温度、储热密度、储热成本成为制约储热技术发展的三大瓶颈。

在研究过程中，课题组在储热材料的研发上下足了功夫。一方面，要提高储热材料的密度，从而减小储热装置的体积，节约占地面积。另一方面，要降低储热材料的成本，有利于实现商业推广。课题组把目光聚焦在工业废渣上。据介绍，我国工业废渣的年增存量大，但是利用率低，亟需开发处理新途径。

通过实验研究，工业废渣通常热稳定性好，用于合成储热材料，可以实现废物利用，同时材料成本也能大幅下降，是定型复合材料的理想载体选择。

此外，课题组还开展了多项关键核心技术攻坚，包括复合相变储热材料定型微封装、储热单元多尺度传热强化、储热系统集成与动态优化等，形成了领域先进的复合储热技术体系。目前已在鞍钢集团、国网辽宁公司等大型企业试点应用。 鞍钢实验室加热炉余热回收率达到65%以上；国网辽宁公司利用“弃风电”制热、储热，再应用于供暖，最大日收益7.2万元/天。