相變儲能材料低碳經(jīng)濟論文

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一、相變儲能材料的性能特點

在實際的應(yīng)用中，相變儲能材料一般為固-液組成，當(dāng)外界的溫度在高于材料自身的熔化溫度的時候，其從固相變化成液相，并且在這個過程中，吸收大量的熱量并儲存起來；而當(dāng)外界的溫度在其凝固溫度以下的時候，相變材料將由液相轉(zhuǎn)化成固相，同時在釋放大量的熱量；在這個物理變化的過程中，儲存或者是釋放能量的過程我們稱之為相變潛熱，并且在這個過程中材料自身的溫度是不變化的。與常用的材料相比，相變材料具有以下的優(yōu)勢：

（1）材料自身的儲能的密度大，儲存的熱量多，在環(huán)境的溫度比相變的溫度高的時候，將多余的熱量給儲存起來，在環(huán)境溫度比相變溫度低的時候，將熱量釋放，從而有效地防止了熱量的流失，以此更好地提高能源利用的效率。

（2）潛熱大，少量材料即可儲存大量的熱量，以此滿足建筑的節(jié)能需求，同時減輕建筑自身的負(fù)重。

（3）蓄熱的系數(shù)大，同時其可以更加有效地轉(zhuǎn)移峰值的負(fù)荷。如在室內(nèi)使用相變材料之后，經(jīng)過計算其時間可以延遲大概5個小時，當(dāng)外界的溫度處在中午的2點的溫度的時候，通過延遲，室內(nèi)的溫度還可保持上午的9點的溫度。

（4）可自動調(diào)節(jié)，從而保持溫度的恒定。在斷電恒溫測試實驗中，上午11點的溫度和晚上10點的溫度始終大致維持在同一個溫度水平，這樣可以在冬天的時候提高室內(nèi)溫度，同時在夏天的時候降低室內(nèi)的溫度，從而減少對空調(diào)電量的消耗。

二、低碳經(jīng)濟下的必然選擇

相變儲能材料作為低碳經(jīng)濟模式下的必然選擇，主要的原因有以下幾點：

（一）全球環(huán)境變化呼喚環(huán)保能源

隨著近段時間的北京霧霾、菲律賓臺風(fēng)等一系列事件的發(fā)生，進一步的說明全球環(huán)境污染和氣候變化已經(jīng)到了非常嚴(yán)重的地步。尤其是現(xiàn)階段的汽車尾氣、煤炭能源以及天然氣等釋放的大量的二氧化碳，已經(jīng)使得地球吸收大量地球反射回來的長波，讓地球?qū)μ栞椛渥兊镁哂懈叨鹊耐腹庑?，從而使得地球的熱量越來越多，最終導(dǎo)致地球溫度的上升。

（二）建筑高能耗呼喚節(jié)能材料

以裝飾行業(yè)為例，裝飾作為我國發(fā)展的朝陽產(chǎn)業(yè)，正在蓬勃發(fā)展。據(jù)國家統(tǒng)計局的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，每年我國的新舊房的裝修超過1千萬套，其市場突破6500億元的行業(yè)總產(chǎn)值。然而在我國的裝飾工程中，存在這很多的弊端以及相關(guān)的安全隱患。如人們?yōu)榱送癸@其裝修的效果，而忽視對工程中起著關(guān)鍵作用的一些隱蔽部位，空有虛假的華麗外表。在設(shè)計中，防腐、保溫等的構(gòu)造以及不同部位材料的選用，往往因為設(shè)計人員的無知埋下很多隱患。同時，裝飾工程中缺乏有效的節(jié)能法規(guī)，傳統(tǒng)裝修帶來的是高污染和高能耗，由此帶來的直接經(jīng)濟損失達到400多億元人民幣。因此，保障人類的可持續(xù)發(fā)展，保護我們的地球，必須呼喚環(huán)保能源。同時各行業(yè)也必須轉(zhuǎn)變現(xiàn)有的經(jīng)濟發(fā)展的模式，改變以往的高能耗、高排放而轉(zhuǎn)向可持續(xù)、可循環(huán)的經(jīng)濟方式。在此情勢下，英國在2003年出臺了《我們能源的未來：創(chuàng)建低碳經(jīng)濟》能源白皮書，同時指出未來的市場將主要以節(jié)能環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的材料作為主流。而我國制定的“十一五”能源發(fā)展規(guī)劃中提出，全面推進能源節(jié)約，并將節(jié)能任務(wù)具體落實到各省、自治區(qū)和直轄市以及重點企業(yè)，實行單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗指標(biāo)公報制度，實施節(jié)能目標(biāo)責(zé)任制和問責(zé)制，構(gòu)建節(jié)能型產(chǎn)業(yè)體系，促進經(jīng)濟發(fā)展方式的根本轉(zhuǎn)變，從而為相變儲能材料行業(yè)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

三、相變儲能材料行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀與瓶頸分析

（一）行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀

1.通過過統(tǒng)計調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段從事相變儲能材料的公司在525家左右?，F(xiàn)階段的市場上銷售的儲能材料大致分為三類：固態(tài)相互轉(zhuǎn)化氣態(tài)、液態(tài)；氣態(tài)、固態(tài)相互轉(zhuǎn)化液態(tài)及固態(tài)相互轉(zhuǎn)化固態(tài)。而在實際的過程中，主要是以固態(tài)相互轉(zhuǎn)化液態(tài)及固態(tài)相互轉(zhuǎn)化固態(tài)為主。

（1）固-液相變PCM

a無機儲能材料

無機水合鹽由于具有較大的熔解熱和較高的熔點，是中低溫相變的重要一類材料，主要有結(jié)晶水合鹽類熔融鹽類金屬或合金等。

b有機儲能材料

有機類相變材料常用的有高級脂肪烴類、脂肪酸或其酯或鹽類、醇類、芳香烴類等。

（2）固-固相變PCM

目前已經(jīng)開發(fā)出的具有技術(shù)和經(jīng)濟潛力的固-固相變材料主要有多元醇高分子類和層狀鈦鈣礦以及多孔基體復(fù)合PCM。

2.市場規(guī)模分析

從2008年到2012年我國的相變材料的市場需求的容量在逐年的增加，每年的增長速度都基本保持在15%左右。而截止到2012年的11月初，其市場的規(guī)模量已經(jīng)達到1200萬噸。從2007年到2012年我國的相變材料市場的調(diào)查可以知道，其市場的需求量按照每年20%的速度在不斷地增長。

（二）相變儲能材料行業(yè)發(fā)展瓶頸分析

隨著近幾年國家對低碳經(jīng)濟的重視，如在“十二五”規(guī)劃中出臺了一系列的政策和措施，“到2020年，中國單位GDP二氧化碳排放要在2005年的基礎(chǔ)上降低40%至45%”，以此，全民的低碳意識有了很大的提高。同時，隨著低碳意識的加強，很多的人開始推廣和使用相變儲能材料，行業(yè)也因此取得飛速的發(fā)展。但是，隨著行業(yè)的發(fā)展，相變儲能材料也遇到了很多的發(fā)展的瓶頸：

（1）儲能相變材料方面的法規(guī)較少、缺乏統(tǒng)一有效的可操作標(biāo)準(zhǔn)。由于缺乏統(tǒng)一的規(guī)范，導(dǎo)致在行業(yè)發(fā)展的過程中行業(yè)發(fā)展混亂，標(biāo)準(zhǔn)不一。在實際的操作過程中，很多的企業(yè)完全沒有統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范要求，導(dǎo)致生產(chǎn)出來的相變儲能材料達不到標(biāo)準(zhǔn)，從而在運用中失去保溫或恒溫的意義。同時，不規(guī)范的技術(shù)還導(dǎo)致相變儲能材料存在相關(guān)的安全隱患，從而給未來的裝修或建筑工程埋下隱患。

（2）缺乏有效的經(jīng)濟鼓勵措施。相變儲能材料作為我國剛新興發(fā)展起來的環(huán)保節(jié)材料，從規(guī)模和市場使用率等各個方面來講還比較小，因此國家還未能制定相關(guān)的政策和經(jīng)濟鼓勵措施。

（3）在相變材料的生產(chǎn)企業(yè)，其一線工人很難招，主要是因為其為化工企業(yè)。

（4）現(xiàn)有的設(shè)備供應(yīng)商，在售后服務(wù)方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上。

（5）在相變材料行業(yè)中，存在著嚴(yán)重的貨款拖欠。

（6）相變材料的生產(chǎn)能力總量過剩。

（7）未形成規(guī)模效益。

（8）價格比平常的材料價格要高。

（9）未有統(tǒng)一的行業(yè)協(xié)會。

四、解決行業(yè)發(fā)展瓶頸的對策

（一）行業(yè)內(nèi)開展的工作

（1）在行業(yè)內(nèi)建立統(tǒng)一的行業(yè)協(xié)會，從而對行業(yè)內(nèi)的相關(guān)措施進行規(guī)范和統(tǒng)一。

（2）在行業(yè)的內(nèi)部開展相關(guān)的信用評價建設(shè)工作，從而解決存在企業(yè)中間存在的惡意拖欠等行為的產(chǎn)生，以此帶動行業(yè)健康、快速地發(fā)展。

（3）引導(dǎo)企業(yè)進行規(guī)?；a(chǎn)，同時加快行業(yè)內(nèi)部的并購和充足，從而在行業(yè)的內(nèi)部形成規(guī)模效應(yīng)，以此降低相變材料的價格，從而更好地做好市場的推廣。

（4）針對個別落后的問題，鼓勵和引導(dǎo)企業(yè)進行設(shè)備的更新，同時鼓勵企業(yè)加強對科研的投入，從而更好地提高企業(yè)相變儲能技術(shù)的水平，同時加強從國外的技術(shù)引進，以此改變傳統(tǒng)的方式。

（5）針對在相變材料企業(yè)中存在的用工難等問題，引導(dǎo)企業(yè)加強對自身生產(chǎn)的重視，更好地改善工人工作的相關(guān)環(huán)境，提高工人工資，以此吸引更多人來企業(yè)工作。

（6）針對售后服務(wù)跟不上的問題，首先是要加強對售后服務(wù)的意識的培訓(xùn)，其次是實實在在的技術(shù)和性能的提高，以此吸引客戶。

（二）產(chǎn)業(yè)的相關(guān)政策

1.提高相變材料的市場準(zhǔn)入的門檻

提高行業(yè)的門檻的目的，是因為在我國的很多相變材料生產(chǎn)中，由于準(zhǔn)入門檻低，導(dǎo)致在行業(yè)中存在這大量的偽劣產(chǎn)品，這些企業(yè)因為技術(shù)等各方面原因的不夠，生產(chǎn)出的產(chǎn)品到不到保溫或恒溫的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致行業(yè)口碑差，質(zhì)量問題多的情況發(fā)生，從而給行業(yè)帶來嚴(yán)重的損傷。因此，亟需國家制定相應(yīng)的政策或措施，來提高行業(yè)的準(zhǔn)入。

2.制定產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟鼓勵措施

行業(yè)的發(fā)展，離不開國家的支持。而相變材料作為新興的環(huán)保節(jié)能材料，其具有很好的優(yōu)勢和效果。因此，國家亟需出臺相關(guān)的稅收或經(jīng)濟補貼等措施，加強對行業(yè)的補助的力度，從而更好地保障相變材料的發(fā)展。

3.嚴(yán)格生產(chǎn)的許可

在行業(yè)發(fā)展的初期，很多的企業(yè)開始紛紛導(dǎo)向相變材料的生產(chǎn)，同時也有很多的個人后企業(yè)在無國家允許的情況下開始投入生產(chǎn)，導(dǎo)致生產(chǎn)的材料質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)不一，層次不齊，從而給行業(yè)帶來影響。因此，國家在提高準(zhǔn)入的同時，制定相關(guān)的生產(chǎn)許可細(xì)則，同時嚴(yán)格生產(chǎn)許可的發(fā)放和查處，堅決杜絕行業(yè)中的無證經(jīng)營的現(xiàn)象。

4.修訂相關(guān)法律，制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

由于相變材料作為新興的行業(yè)，導(dǎo)致沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進行生產(chǎn)，因此，亟需國家出臺相關(guān)的法律法規(guī)，同時制定產(chǎn)品的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，以此規(guī)范行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)混亂的現(xiàn)象，更好地使得行業(yè)進入良性循環(huán)發(fā)展的軌道。

5.開展行業(yè)誠信評價

在行業(yè)內(nèi)部實施的開展相關(guān)的企業(yè)誠信建設(shè)，同時力爭在“十二五”中旬，建立完善的信用體系，從而在行業(yè)內(nèi)發(fā)揮評價作用。

6.國家中國扶持一批大型企業(yè)

要使得行業(yè)發(fā)展，就必須在行業(yè)內(nèi)部扶持一批有實力的大型相變材料企業(yè)，從而作為其他相變企業(yè)發(fā)展的杠桿和標(biāo)準(zhǔn)，以此更好地規(guī)范企業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

五、結(jié)語

總之，相變材料的發(fā)展還需要很長的路要走。而要保證相變材料的發(fā)展，就必須從多角度看企業(yè)、行業(yè)發(fā)展。

作者：王順 單位：北京中鐵大都工程有限公司