一進入冬季，各種便捷式取暖神器便會在市場上火熱起來，其中一種叫「掰掰熱」的暖手寶已在市場暢銷很多年。這種暖手寶只需輕輕一掰即可均勻發熱，冷卻後變為固態，在熱水裡一泡又恢復為原來的液態，供重複使用。
誰曾想，這種基於「相變蓄熱」的小小暖手寶同類技術理念竟已用在了更大的取暖舞臺——相變蓄能電供暖（下稱,電蓄熱「熱池」技術），為東北地區清潔取暖提供了新思路，也為促進新能源利用開闢了新路徑。
於2017年投運的長春理工大學基礎實驗實訓中心分布式蓄熱供暖項目（下稱，長春理工大學實訓樓供熱系統），作為迄今國內緯度最高、東北地區在案統計規模最大的相變蓄能電供暖項目，以及吉林省電供暖產業的重點示範項目，已經成功運行了4個供暖季。事實證明，其經受住了東北嚴寒地區的環境考驗，成為高寒地區實施清潔取暖的有效可行方案。
發力谷電供暖
最大化提升電採暖經濟成效
11月的長春，溫度已低至零下9℃，寒意甚濃。作為典型的東北高寒地區城市，長春按統一規定已於10月20日正式啟動冬季供暖。
11月13日下午，在長春理工大學實訓樓供熱中心，辦公區暖意融融。在與辦公區僅一門之隔的機房，電鍋爐正在帶動整個供暖系統有序運轉。耳邊雖有機器轟鳴，卻讓記者感受到暖暖的安心。
據項目運行方——賀邁新能源科技（長春）有限公司（下稱,長春賀邁新能源）副總經理關景偉向記者介紹，供熱中心設備總投資760萬元，配置3臺760kW電鍋爐，與100臺HM-059H500型熱池系統、相應控制系統，以及電力設施熱力管網建設等。
供熱中心所服務的長春理工大學實訓樓總高42.6米,包含地上10層、地下局部一層，建築面積近3.9萬平方米，實際供暖面積超過4.8萬平方米。項目於2017年供暖季投入運行，當年即通過吉林省能源局等五廳局聯合審核，被列為吉林省電供暖產業的重點示範項目。四年來，該供熱項目高效、經濟保障了整棟建築的冬季獨立穩定用熱。
「我們採用電蓄熱『熱池』替代市政熱源，以末端散熱片或地暖進行供暖。白天峰電時段由熱池給建築供熱；夜間谷電時段，電鍋爐在給建築供暖的同時，也為熱池充熱。在緊急停電時，也可啟動後備電源給系統和循環泵供電，由熱池直接給建築供暖。」關景偉說。
記者了解到，根據吉林省物價局發布的蓄熱式電採暖價格政策，長春理工大學實訓樓供熱項目電價在平時段每度電為0.54元，峰電時段每度電為0.78元，谷電時段0.28元，在此基礎之上，作為大用戶，通過市場化交易，每度電還能再降5分錢。
「長春市集中供熱採暖費每平方米31元，作為示範項目，我們向學校按每平方米29元收取費用。除先期一次性獲得每平方米28元、總計108萬元的省級示範項目補貼外，我們最大化依靠採用谷電供暖，平抑電網的峰谷電價差，同時深度挖掘學校自身的行為節能，如在白天供暖8小時，寒假（48天）及夜間只需維持保溫運行，系統整體節能降耗成效明顯。在清潔供暖領域創新求變的同時，實現了既定的校企共贏目標。」關景偉指出。
整體測算，按現行政策價格機制，項目8年內即可收回投資。4年實踐探索表明，未來如若服務同樣的採暖面積，項目在設備與電力設施投資、系統優化運行、電價以及人工等方面還有進一步下降空間，即便供暖費標準上漲已成必然趨勢，仍可有望將投資回收期控制在5年左右。「我們對這項技術在清潔供暖領域的推廣前景充滿信心。」關景偉說。
「熱池」電供暖脫穎而出
為東北地區清潔取暖闢新路
在我國北方地區全面強調清潔取暖的當下，解決方案是否高效、經濟、穩定，直接影響居民冬季生活的質量。然而在東北地區，冬季漫長嚴寒，晝夜溫差大，溫度常常低至零下30℃，可選清潔高效取暖技術路線非常有限。因此，當前東北地區不少小城鎮還處在小煤爐供暖的階段，農村地區清潔取暖更是基本空白。
氣代煤作為北方地區推進清潔取暖工作的主流技術路線之一，因東北地區天然氣普及率低，採暖成本過高、政府補貼不堪重負，工作推進非常緩慢。
以吉林省為例，有測算顯示，且不提建設成本，該省「煤改氣」鍋爐供暖運行成本平均每平方米就超過53元，比本省當前居民供暖高出近一倍。僅就長春而言，如果大面積採用天然氣採暖，每年僅補貼運行費用政府就要拿出2—3億元。
在此背景下，電代煤成為東北地區開展清潔取暖替代工作的主要方向。記者了解到，比較成熟的技術路線有電直熱、耐火美磚固體蓄熱鍋爐、空氣源熱泵（熱風機），以及蓄熱式電鍋爐採暖等。
公開信息顯示，截至目前，吉林、遼寧、黑龍江東北三省均已出臺了電採暖的價格支持政策與補貼政策。
相比較之下，電直熱是公認的效率最低、成本最高取暖方式；固體美磚蓄熱鍋爐所需儲熱溫度高達700—800℃，不僅安全性無法保證，且固體材料蓄熱性能衰減很快；其他如熱風機、空調等，在東北地區也極易「水土不服」，特別是在冬季極寒天氣情況下，實際成效常常難以達成預期。
反觀分布式電蓄熱供暖技術，其規模大可到一棟樓宇，一個小區，甚至一片區域，小可至一戶人家，最大特點就是熱能就近利用。「由於可最大化使用低價谷電，經實踐證明，『熱池』電供暖技術將成為經濟可行的東北地區清潔取暖方式。」長春賀邁新能源經營策劃經理馬牧天對記者說。
不僅如此，據測算，相變儲熱投資僅為蓄電池的20%。伴隨虛擬電廠、源網荷儲協調運行的深入發展，蓄熱式電供暖技術在為用戶暖冬的同時，其在電力輔助服務市場的價值還將進一步釋放。
在馬牧天看來，特別對於熱需求比較大的東北地區而言，相變蓄熱電供暖技術如果得以推廣使用，對於發展提高清潔電利用比例，促進新能源發展，減少棄風棄光具有裡程碑意義。
與此同時，結合東北農村地區已經建成的大量光伏扶貧項目，未來，如果能將「熱池」技術與光伏扶貧電站相結合，也將有望填補東北地區農村清潔取暖市場空白，實現農民增收與生活改善雙贏。
自主研發相變蓄熱材料
創新多領域熱利用解決方案
採訪中記者了解到，長春理工大學實訓樓供熱系統所採用的「熱池」電供暖技術由賀邁新能源科技（上海）有限公司自主開發。截至目前，相關發明專利已申請20餘項。
「正如電池的充放電一樣，『熱池』技術可實現熱能的儲存和可控的釋放。」長春賀邁新能源總經理靖繼賢向記者介紹，「熱池」相變材料可根據不同氣候環境的需要，靈活設置材料組合配方，溫度區間可根據不同場景需要設定在-112℃—1000℃之間，且能夠突破6500次充放熱循環，確保20年以上使用壽命。目前通過測試的材料組合配方已有50多種。
據介紹，長春理工大學實訓樓供熱系統採用的蓄熱材料就將相變溫度設定在86℃，當熱池溫度氏於86℃時由電鍋爐為熱池充熱，這時蓄熱材料由固態轉為液態；高於86℃時，熱池為採暖水加熱供建築用熱，這時蓄熱材料由液態轉為固態。實踐表明，該相變材料熱轉換率超過96%。
從實際表現看，近年來，蓄熱式電暖器、蓄熱式電鍋爐等產品已在全國多地獲得廣泛應用，技術可靠性在高寒高海拔的青海、西藏地區也已經得到驗證。
「『熱池』技術在促進可再生能源消納、餘熱回收以及大自然晝夜溫差利用等方面，均可提供突破性節能減排解決方案。」靖繼賢指出，清潔供暖領域之外，在工業領域蒸汽、烘乾、冷鏈冷庫、以及電力調峰、光電光熱、航空航天等領域，該技術均有望開創全新時代。