相變儲能材料低碳經濟論文

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一、相變儲能材料的性能特點

在實際的應用中，相變儲能材料一般為固-液組成，當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勢：

（1）材料自身的儲能的密度大，儲存的熱量多，在環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，以此滿足建筑的節能需求，同時減輕建筑自身的負重。

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

（4）可自動調節，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溫度，同時在夏天的時候降低室內的溫度，從而減少對空調電量的消耗。

二、低碳經濟下的必然選擇

相變儲能材料作為低碳經濟模式下的必然選擇，主要的原因有以下幾點：

（一）全球環境變化呼喚環保能源

隨著近段時間的北京霧霾、菲律賓臺風等一系列事件的發生，進一步的說明全球環境污染和氣候變化已經到了非常嚴重的地步。尤其是現階段的汽車尾氣、煤炭能源以及天然氣等釋放的大量的二氧化碳，已經使得地球吸收大量地球反射回來的長波，讓地球對太陽輻射變得具有高度的透光性，從而使得地球的熱量越來越多，最終導致地球溫度的上升。

（二）建筑高能耗呼喚節能材料

以裝飾行業為例，裝飾作為我國發展的朝陽產業，正在蓬勃發展。據國家統計局的相關數據顯示，每年我國的新舊房的裝修超過1千萬套，其市場突破6500億元的行業總產值。然而在我國的裝飾工程中，存在這很多的弊端以及相關的安全隱患。如人們為了凸顯其裝修的效果，而忽視對工程中起著關鍵作用的一些隱蔽部位，空有虛假的華麗外表。在設計中，防腐、保溫等的構造以及不同部位材料的選用，往往因為設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能法規，傳統裝修帶來的是高污染和高能耗，由此帶來的直接經濟損失達到400多億元人民幣。因此，保障人類的可持續發展，保護我們的地球，必須呼喚環保能源。同時各行業也必須轉變現有的經濟發展的模式，改變以往的高能耗、高排放而轉向可持續、可循環的經濟方式。在此情勢下，英國在2003年出臺了《我們能源的未來：創建低碳經濟》能源白皮書，同時指出未來的市場將主要以節能環保、可持續發展的材料作為主流。而我國制定的“十一五”能源發展規劃中提出，全面推進能源節約，并將節能任務具體落實到各省、自治區和直轄市以及重點企業，實行單位國內生產總值能耗指標公報制度，實施節能目標責任制和問責制，構建節能型產業體系，促進經濟發展方式的根本轉變，從而為相變儲能材料行業發展奠定了基礎。

三、相變儲能材料行業發展的現狀與瓶頸分析

（一）行業發展的現狀

1.通過過統計調查發現，現階段從事相變儲能材料的公司在525家左右。現階段的市場上銷售的儲能材料大致分為三類：固態相互轉化氣態、液態；氣態、固態相互轉化液態及固態相互轉化固態。而在實際的過程中，主要是以固態相互轉化液態及固態相互轉化固態為主。

（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

目前已經開發出的具有技術和經濟潛力的固-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合PCM。

2.市場規模分析

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，其市場的規模量已經達到1200萬噸。從2007年到2012年我國的相變材料市場的調查可以知道，其市場的需求量按照每年20%的速度在不斷地增長。

（二）相變儲能材料行業發展瓶頸分析

隨著近幾年國家對低碳經濟的重視，如在“十二五”規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，行業也因此取得飛速的發展。但是，隨著行業的發展，相變儲能材料也遇到了很多的發展的瓶頸：

（1）儲能相變材料方面的法規較少、缺乏統一有效的可操作標準。由于缺乏統一的規范，導致在行業發展的過程中行業發展混亂，標準不一。在實際的操作過程中，很多的企業完全沒有統一的技術規范要求，導致生產出來的相變儲能材料達不到標準，從而在運用中失去保溫或恒溫的意義。同時，不規范的技術還導致相變儲能材料存在相關的安全隱患，從而給未來的裝修或建筑工程埋下隱患。

（2）缺乏有效的經濟鼓勵措施。相變儲能材料作為我國剛新興發展起來的環保節材料，從規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的政策和經濟鼓勵措施。

（3）在相變材料的生產企業，其一線工人很難招，主要是因為其為化工企業。

（4）現有的設備供應商，在售后服務方面遠遠跟不上。

（5）在相變材料行業中，存在著嚴重的貨款拖欠。

（6）相變材料的生產能力總量過剩。

（7）未形成規模效益。

（8）價格比平常的材料價格要高。

（9）未有統一的行業協會。

四、解決行業發展瓶頸的對策

（一）行業內開展的工作

（1）在行業內建立統一的行業協會，從而對行業內的相關措施進行規范和統一。

（2）在行業的內部開展相關的信用評價建設工作，從而解決存在企業中間存在的惡意拖欠等行為的產生，以此帶動行業健康、快速地發展。

（3）引導企業進行規模化生產，同時加快行業內部的并購和充足，從而在行業的內部形成規模效應，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，鼓勵和引導企業進行設備的更新，同時鼓勵企業加強對科研的投入，從而更好地提高企業相變儲能技術的水平，同時加強從國外的技術引進，以此改變傳統的方式。

（5）針對在相變材料企業中存在的用工難等問題，引導企業加強對自身生產的重視，更好地改善工人工作的相關環境，提高工人工資，以此吸引更多人來企業工作。

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

（二）產業的相關政策

1.提高相變材料的市場準入的門檻

提高行業的門檻的目的，是因為在我國的很多相變材料生產中，由于準入門檻低，導致在行業中存在這大量的偽劣產品，這些企業因為技術等各方面原因的不夠，生產出的產品到不到保溫或恒溫的標準，導致行業口碑差，質量問題多的情況發生，從而給行業帶來嚴重的損傷。因此，亟需國家制定相應的政策或措施，來提高行業的準入。

2.制定產業經濟鼓勵措施

行業的發展，離不開國家的支持。而相變材料作為新興的環保節能材料，其具有很好的優勢和效果。因此，國家亟需出臺相關的稅收或經濟補貼等措施，加強對行業的補助的力度，從而更好地保障相變材料的發展。

3.嚴格生產的許可

在行業發展的初期，很多的企業開始紛紛導向相變材料的生產，同時也有很多的個人后企業在無國家允許的情況下開始投入生產，導致生產的材料質量和標準不一，層次不齊，從而給行業帶來影響。因此，國家在提高準入的同時，制定相關的生產許可細則，同時嚴格生產許可的發放和查處，堅決杜絕行業中的無證經營的現象。

4.修訂相關法律，制定統一標準

由于相變材料作為新興的行業，導致沒有統一的標準進行生產，因此，亟需國家出臺相關的法律法規，同時制定產品的統一標準，以此規范行業的標準混亂的現象，更好地使得行業進入良性循環發展的軌道。

5.開展行業誠信評價

在行業內部實施的開展相關的企業誠信建設，同時力爭在“十二五”中旬，建立完善的信用體系，從而在行業內發揮評價作用。

6.國家中國扶持一批大型企業

要使得行業發展，就必須在行業內部扶持一批有實力的大型相變材料企業，從而作為其他相變企業發展的杠桿和標準，以此更好地規范企業的技術標準和行業標準。

五、結語

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

作者：王順 單位：北京中鐵大都工程有限公司