中國儲能網(wǎng)訊：2月5日，中共廣東省委辦公廳、廣東省人民政府辦公廳正式發(fā)布《廣東省建設(shè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系2025年行動計劃》，其中提到，強化電化學(xué)儲能產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢，開展相變儲能、飛輪儲能、壓縮空氣儲能等多元技術(shù)示范應(yīng)用。
此前，已有兩個城市明確推動相變儲能技術(shù)應(yīng)用，這也意味著，相變儲能這一長時儲能重要分支示范應(yīng)用的步伐加速。
2024年7月，青島市人民政府發(fā)布的《關(guān)于印發(fā)國家碳達(dá)峰試點（青島）實施方案》要求，推動智能微電網(wǎng)、光儲直柔、相變儲能等技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用。
2024年9月，長春市科學(xué)技術(shù)局發(fā)布《長春市碳達(dá)峰碳中和科技創(chuàng)新行動方案》明確，探索超級電容儲能、新能相變儲能材料及混合儲能技術(shù)、液流電池等技術(shù)的示范應(yīng)用。
在儲能的諸多技術(shù)路線中，儲熱是重要的儲能形式之一，是指將熱能儲存在特定的介質(zhì)中，并在需要時轉(zhuǎn)化為電能或其他形式能源的技術(shù)。
儲熱技術(shù)又分為顯熱儲能、相變儲能、熱化學(xué)儲能。
相變儲能通過自身物理相態(tài)轉(zhuǎn)變過程中潛熱的吸收和釋放進(jìn)行熱能存儲與供能。
這一儲能技術(shù)的核心是相變儲能材料，在物相變化過程中，可以與外界環(huán)境進(jìn)行能量交換(從外界環(huán)境吸收熱量或者向外界環(huán)境放出熱量)，從而達(dá)到控制環(huán)境溫度和利用能量目的的材料。
相變材料吸收熱量從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，當(dāng)釋放熱量時，由液變?yōu)楣虘B(tài)。相變材料在熔化或凝固過程中雖然溫度不變，但吸收或釋放的潛熱卻相當(dāng)大。伴隨材料的相變過程，能量相應(yīng)地被儲存與釋放。
相變材料又分為低溫、中溫、高溫三類。
其中，低溫相變材料主要是由有機相變材料組成，如石蠟、脂肪酸及其衍生物類、多元醇、聚乙烯類等。目前，低溫相變材料在建筑物溫度調(diào)控領(lǐng)域較為廣泛的應(yīng)用。
中高溫相變材料主要由無機相變材料組成，大致分為無機鹽類和合金類，其中無機鹽相變材料具有更大的儲熱溫區(qū)和更便宜的價格，因而在中高溫儲熱領(lǐng)域具有更大的優(yōu)勢。
相變儲能材料建立在相變的基礎(chǔ)上，并依賴于熱效應(yīng)，因此其儲能形式主要為熱量，因此，相變儲熱又被稱為潛熱儲熱。
得益于潛熱儲熱的方式，其儲熱過程近似恒溫，具有優(yōu)異的平衡性和穩(wěn)定性。相變材料的儲熱過程可逆且壽命長，易于維護(hù)，單位能量儲存成本介于顯熱儲熱和化學(xué)儲熱之間。
此外，由于相變本質(zhì)上是一種物理變化，材料在使用過程中不易產(chǎn)生有害物質(zhì)，具備較高的安全性。
相比于成本較高且依賴化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)儲熱，相變材料的優(yōu)勢更加明顯，且在環(huán)保方面更符合新能源發(fā)展和“雙碳”目標(biāo)的要求。
目前，相變儲能材料已經(jīng)廣泛應(yīng)用于分時電價用戶側(cè)冷熱儲能、光熱余熱儲能、電信基站、冷凍冷藏、零碳建筑、工業(yè)余熱的回收利用、電力的“移峰填谷”、電子器件的冷卻等。
尤其是在全球能源轉(zhuǎn)型和構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的過程中，相變儲能材料可以直接應(yīng)用于“調(diào)峰填谷”技術(shù)，在電力需求高峰時段，利用低谷電價時段吸收電網(wǎng)過剩的電能，將其轉(zhuǎn)化為潛熱儲存，當(dāng)電力需求增加時，則可以釋放儲存的潛熱，供應(yīng)給電網(wǎng)，從而平衡電力供需差異。
另外，隨著長時儲能需求增多，儲熱憑借其獨特優(yōu)勢，將在這一賽道占據(jù)著越來越重要的地位。
作為儲熱技術(shù)的分支，相變儲能的優(yōu)勢也將更加凸顯，包括具備長時儲能能力，能夠有效滿足不同時段的能源需求；其靈活的應(yīng)用環(huán)境適應(yīng)性使其能夠在多種條件下運行；相比于其他儲能方式，相變儲能具有更為經(jīng)濟(jì)的應(yīng)用成本，以及較低的火災(zāi)和爆炸風(fēng)險等。
其實，從政策支持層面看，相變儲能并非新鮮事物，政策支持力度和方向也逐漸加大和清晰。
2017年，國家發(fā)改委、財政部、科技部、工信部和國家能源局就聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于促進(jìn)儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》（簡稱《意見》），其中提到，要集中攻關(guān)包括相變儲熱材料與高溫儲熱技術(shù)及儲能系統(tǒng)集成技術(shù)在內(nèi)的儲能技術(shù)和材料、試驗示范一批包括大容量新型熔鹽儲熱裝置在內(nèi)的具有產(chǎn)業(yè)化潛力的儲能技術(shù)和裝備。
2020年，教育部、國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合發(fā)文決定實施儲能技術(shù)專業(yè)學(xué)科發(fā)展行動計劃（2020—2024年），其中提到，重點推進(jìn)壓縮空氣儲能、化學(xué)儲能、各類新型電池、燃料電池、相變儲能、儲氫、相變材料等基礎(chǔ)理論研究，強化儲能技術(shù)的原始創(chuàng)新能力，為開發(fā)高效率、低成本、安全可靠的大規(guī)模儲能系統(tǒng)提供理論支撐。
2023年8月，國家能源局對于《關(guān)于大力發(fā)展熱儲能電能智慧供熱，實現(xiàn)供熱電能化的提案》進(jìn)行了答復(fù)，對于相變儲能，國家能源局在回復(fù)中也重點表明，支持電力企業(yè)開展高效電轉(zhuǎn)熱、相變蓄熱站優(yōu)化運行與協(xié)同控制、電網(wǎng)-熱網(wǎng)耦合的市政供暖、電采暖負(fù)荷參與電網(wǎng)互動響應(yīng)等技術(shù)研究與示范應(yīng)用。
2024年1月，工信部等十部門聯(lián)合印發(fā)《綠色建材產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展實施方案》（以下簡稱“方案”），在《方案》重點任務(wù)中提出，圍繞低碳零碳 負(fù)碳工程、綠色低碳建造等需求，發(fā)展新型低碳膠凝材料、 低（無）揮發(fā)性有機物（VOCs）含量材料、相變儲能材料、 固碳材料、全固廢膠凝材料等新型綠色建材。
2024年12月，中國工程院發(fā)布的《全球工程前沿2024》報告，相變儲能被正式列入2024年全球工程研究前沿榜單。
這表明，作為一種極具潛力的新型儲能技術(shù)，相變儲能在冷熱能儲存以及谷時段電力的熱轉(zhuǎn)化應(yīng)用等諸多關(guān)鍵領(lǐng)域扮演著至關(guān)重要的角色，對于我國解決清潔供能和電力調(diào)峰等重大問題具有極其深遠(yuǎn)的意義。
從產(chǎn)業(yè)鏈情況看，中國化學(xué)賽鼎工程有限公司、相變儲能(北京)科技有限公司、零碳未來（重慶）能源發(fā)展有限公司、北京宇田相變儲能科技有限公司等一批專注于新型功能相變材料研發(fā)、生產(chǎn)及銷售的企業(yè)正在崛起。
2024年12月，由中國化學(xué)賽鼎工程有限公司建設(shè)的清徐相變儲能材料生產(chǎn)基地首車產(chǎn)品順利裝車出廠，正式交付客戶。
該項目總投資2.5億元，分兩期建設(shè)，一期建設(shè)相變材料生產(chǎn)裝置，二期規(guī)劃建設(shè)相變凝膠和相變微膠囊生產(chǎn)裝置，建成投運后可年產(chǎn)3萬噸有機相變儲能材料，是目前國內(nèi)最大有機相變儲能材料生產(chǎn)項目。
近半年來，廣東、濟(jì)南、長春相繼發(fā)文明確開展相變儲能技術(shù)示范應(yīng)用勢必助推這項長時儲能技術(shù)的重要分支進(jìn)入發(fā)展的快車道。
盡管如此，相變儲能未來的發(fā)展仍面臨一系列挑戰(zhàn)，包括如何進(jìn)一步提高儲熱密度和儲熱效率、降低系統(tǒng)初始投資成本，以及優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計以增強系統(tǒng)的可靠性和安全性等諸多問題。
