随着近日北京、广州、深圳等全国大部分地区雾霾天气的出现,环保和节能又一次的成为人们讨论的话题.而作为现阶段刚兴起的新兴相变储能装饰材料也再次成为人们心中关注的热点之一.
一、什么是相变储能材料
相变储能材料通常意义上是指在物相的变化过程中,从环境当中吸收一定的热\\(冷\\)量或向环境中放出一定的热\\(冷\\)量,以此达到能量平衡的目的.同一般的显热储能相比,相变材料具有温度恒定以及节能效果显着的特点.相变材料多由多种成分构成,包含防过冷剂、相变点调整剂等,因成分的不同,其得出的材料的性能也就不同.
二、相变储能材料的性能特点
在实际的应用中,相变储能材料一般为固-液组成,当外界的温度在高于材料自身的熔化温度的时候,其从固相变化成液相,并且在这个过程中,吸收大量的热量并储存起来;而当外界的温度在其凝固温度以下的时候,相变材料将由液相转化成固相,同时在释放大量的热量;在这个物理变化的过程中,储存或者是释放能量的过程我们称之为相变潜热,并且在这个过程中材料自身的温度是不变化的.
与常用的材料相比,相变材料具有以下的优势:
\\(1\\)材料自身的储能的密度大,储存的热量多,在环境的温度比相变的温度高的时候,将多余的热量给储存起来,在环境温度比相变温度低的时候,将热量释放,从而有效地防止了热量的流失,以此更好地提高能源利用的效率.
\\(2\\)潜热大,少量材料即可储存大量的热量,以此满足建筑的节能需求,同时减轻建筑自身的负重.
\\(3\\)蓄热的系数大,同时其可以更加有效地转移峰值的负荷.如在室内使用相变材料之后,经过计算其时间可以延迟大概 5 个小时,当外界的温度处在中午的 2 点的温度的时候,通过延迟,室内的温度还可保持上午的 9 点的温度.
\\(4\\)可自动调节,从而保持温度的恒定.在断电恒温测试实验中,上午 11 点的温度和晚上 10 点的温度始终大致维持在同一个温度水平,这样可以在冬天的时候提高室内温度,同时在夏天的时候降低室内的温度,从而减少对空调电量的消耗.
三、低碳经济下的必然选择
相变储能材料作为低碳经济模式下的必然选择,主要的原因有以下几点:
\\(一\\)全球环境变化呼唤环保能源
随着近段时间的北京雾霾、菲律宾台风等一系列事件的发生,进一步的说明全球环境污染和气候变化已经到了非常严重的地步.尤其是现阶段的汽车尾气、煤炭能源以及天然气等释放的大量的二氧化碳,已经使得地球吸收大量地球反射回来的长波,让地球对太阳辐射变得具有高度的透光性,从而使得地球的热量越来越多,最终导致地球温度的上升.
\\(二\\)建筑高能耗呼唤节能材料
以装饰行业为例,装饰作为我国发展的朝阳产业,正在蓬勃发展.据国家统计局的相关数据显示,每年我国的新旧房的装修超过 1 千万套,其市场突破 6 500 亿元的行业总产值.然而在我国的装饰工程中,存在这很多的弊端以及相关的安全隐患.如人们为了凸显其装修的效果,而忽视对工程中起着关键作用的一些隐蔽部位,空有虚假的华丽外表.在设计中,防腐、保温等的构造以及不同部位材料的选用,往往因为设计人员的无知埋下很多隐患.同时,装饰工程中缺乏有效的节能法规,传统装修带来的是高污染和高能耗,由此带来的直接经济损失达到 400 多亿元人民币.
因此,保障人类的可持续发展,保护我们的地球,必须呼唤环保能源.同时各行业也必须转变现有的经济发展的模式,改变以往的高能耗、高排放而转向可持续、可循环的经济方式.
在此情势下,英国在 2003 年出台了《我们能源的未来:创建低碳经济》能源白皮书,同时指出未来的市场将主要以节能环保、可持续发展的材料作为主流.而我国制定的"十一五"能源发展规划中提出,全面推进能源节约,其中包括制定并实施了《节能中长期专项规划》,确定了"十一五"\\(2006--2010年\\)期间能耗降低目标,并将节能任务具体落实到各省、自治区和直辖市以及重点企业,实行单位国内生产总值能耗指标公报制度,实施节能目标责任制和问责制,构建节能型产业体系,促进经济发展方式的根本转变,从而为相变储能材料行业发展奠定了基础.
四、相变储能材料行业发展的现状与瓶颈分析
\\(一\\)行业发展的现状
1. 通过过统计调查发现,现阶段从事相变储能材料的公司在 525 家左右.其中大部分分布在北京、河北和四川等地.截止到2012年11月底对相变储能材料的统计,我们可以发现,现阶段的市场上销售的储能材料大致分为三类:
固态相互转化气态、液态;气态、固态相互转化液态及固态相互转化固态.而在实际的过程中,主要是以固态相互转化液态及固态相互转化固态为主.
\\(1\\)固-液相变 PCMa 无机储能材料无机水合盐由于具有较大的熔解热和较高的熔点,是中低温相变的重要一类材料,主要有结晶水合盐类熔融盐类金属或合金等.
b 有机储能材料有机类相变材料常用的有高级脂肪烃类、脂肪酸或其酯或盐类、醇类、芳香烃类等.
\\(2\\)固-固相变 PCM目前已经开发出的具有技术和经济潜力的固-固相变材料主要有多元醇高分子类和层状钛钙矿以及多孔基体复合PCM.
2. 市场规模分析
从2008年到2012年我国的相变材料的市场需求的容量在逐年的增加,每年的增长速度都基本保持在 15%左右.而截止到 2012 年的 11 月初,其市场的规模量已经达到 1200 万吨.
从 2007 年到 2012 年我国的相变材料市场的调查可以知道,其市场的需求量按照每年 20%的速度在不断地增长.
\\(二\\)相变储能材料行业发展瓶颈分析
随着近几年国家对低碳经济的重视,如在"十二五"规划中出台了一系列的政策和措施,"到 2020 年,中国单位 GDP二氧化碳排放要在 2005 年的基础上降低 40%至 45%",以此,全民的低碳意识有了很大的提高.同时,随着低碳意识的加强,很多的人开始推广和使用相变储能材料,行业也因此取得飞速的发展.但是,随着行业的发展,相变储能材料也遇到了很多的发展的瓶颈:
\\(1\\)储能相变材料方面的法规较少、缺乏统一有效的可操作标准.由于缺乏统一的规范,导致在行业发展的过程中行业发展混乱,标准不一.在实际的操作过程中,很多的企业完全没有统一的技术规范要求,导致生产出来的相变储能材料达不到标准,从而在运用中失去保温或恒温的意义.同时,不规范的技术还导致相变储能材料存在相关的安全隐患,从而给未来的装修或建筑工程埋下隐患.
\\(2\\)缺乏有效的经济鼓励措施.相变储能材料作为我国刚新兴发展起来的环保节材料,从规模和市场使用率等各个方面来讲还比较小,因此国家还未能制定相关的政策和经济鼓励措施.
\\(3\\)在相变材料的生产企业,其一线工人很难招,主要是因为其为化工企业.
\\(4\\)现有的设备供应商,在售后服务方面远远跟不上.
\\(5\\)在相变材料行业中,存在着严重的货款拖欠.
\\(6\\)相变材料的生产能力总量过剩.
\\(7\\)未形成规模效益.
\\(8\\)价格比平常的材料价格要高.
\\(9\\)未有统一的行业协会.
五、解决行业发展瓶颈的对策
\\(一\\)行业内开展的工作
\\(1\\)在行业内建立统一的行业协会,从而对行业内的相关措施进行规范和统一.
\\(2\\)在行业的内部开展相关的信用评价建设工作,从而解决存在企业中间存在的恶意拖欠等行为的产生,以此带动行业健康、快速地发展.
\\(3\\)引导企业进行规模化生产,同时加快行业内部的并购和充足,从而在行业的内部形成规模效应,以此降低相变材料的价格,从而更好地做好市场的推广.
\\(4\\)针对个别落后的问题,鼓励和引导企业进行设备的更新,同时鼓励企业加强对科研的投入,从而更好地提高企业相变储能技术的水平,同时加强从国外的技术引进,以此改变传统的方式.
\\(5\\)针对在相变材料企业中存在的用工难等问题,引导企业加强对自身生产的重视,更好地改善工人工作的相关环境,提高工人工资,以此吸引更多人来企业工作.
\\(6\\)针对售后服务跟不上的问题,首先是要加强对售后服务的意识的培训,其次是实实在在的技术和性能的提高,以此吸引客户.
\\(二\\)产业的相关政策
1. 提高相变材料的市场准入的门槛
提高行业的门槛的目的,是因为在我国的很多相变材料生产中,由于准入门槛低,导致在行业中存在这大量的伪劣产品,这些企业因为技术等各方面原因的不够,生产出的产品到不到保温或恒温的标准,导致行业口碑差,质量问题多的情况发生,从而给行业带来严重的损伤.因此,亟需国家制定相应的政策或措施,来提高行业的准入.
2. 制定产业经济鼓励措施
行业的发展,离不开国家的支持.而相变材料作为新兴的环保节能材料,其具有很好的优势和效果.因此,国家亟需出台相关的税收或经济补贴等措施,加强对行业的补助的力度,从而更好地保障相变材料的发展.
3. 严格生产的许可
在行业发展的初期,很多的企业开始纷纷导向相变材料的生产,同时也有很多的个人后企业在无国家允许的情况下开始投入生产,导致生产的材料质量和标准不一,层次不齐,从而给行业带来影响.因此,国家在提高准入的同时,制定相关的生产许可细则,同时严格生产许可的发放和查处,坚决杜绝行业中的无证经营的现象.
4. 修订相关法律,制定统一标准
由于相变材料作为新兴的行业,导致没有统一的标准进行生产,因此,亟需国家出台相关的法律法规,同时制定产品的统一标准,以此规范行业的标准混乱的现象,更好地使得行业进入良性循环发展的轨道.
5. 开展行业诚信评价
在行业内部实施的开展相关的企业诚信建设,同时力争在"十二五"中旬,建立完善的信用体系,从而在行业内发挥评价作用.
6. 国家中国扶持一批大型企业
要使得行业发展,就必须在行业内部扶持一批有实力的大型相变材料企业,从而作为其他相变企业发展的杠杆和标准,以此更好地规范企业的技术标准和行业标准.
总之,相变材料的发展还需要很长的路要走.而要保证相变材料的发展,就必须从多角度看企业、行业发展.
