【国家能源局局长章建华：确保2025年非化石能源消费比重提高到20%左右】财联社5月18日电，国家能源局局长在《章建华：全面构建现代能源体系 推动新时代能源高质量发展》一文中提到，必须以主要用能行业消费结构转型为牵引，以能源行业清洁供应保障为支撑。一是加快实施可再生能源替代行动。推进建设总规模4.5亿千瓦的大型风电光伏基地，加快分布式新能源发展。积极稳妥发展水电、核电，开工建设一批重大工程项目。因地制宜发展生物质能、地热能等其他可再生能源，确保2025年非化石能源消费比重提高到20%左右。
【人类距离I型文明并不遥远，可能只差300多年】
//新浪探索 2022-05-08 12:15
//以下文章来源于环球科学 ，作者环球科学
图片来源：pixabay
卡尔达舍夫等级将能利用整个行星、恒星和星系能量的文明分别分为I型、Ⅱ型和Ⅲ型文明。目前人类是0.728级文明，按照以往的能量增长速率，我们大概能在2347年左右成为I型文明。但是，盲目地利用能源可能是个陷阱，野蛮发展带来的气候危机可能是宇宙所有文明的“大过滤器”，为了让人类文明长久发展，我们必须转换自己的能源结构。在这种情况下，我们又将在何时成为I型文明呢？
撰文 | 王昱
审校 | 二七
一个文明的发展是多方面的，人口、经济、军事、文化、科技等都可以作为衡量文明等级的准绳。但这些方面所代表的往往只是文明的冰山一角，并且难以量化对比。对物理学家这群不想关注细节的“懒人”而言，整个文明的能耗便成了最方便的参数。一方面，它反映了整个文明利用能源的能力，这与整个文明的人口、经济与技术实力息息相关；另一方面，它又是一个非常具体的数字，可以量化分析。
这就是卡尔达舍夫等级（Kardashev Scale）诞生的逻辑。苏联天文学家尼古拉·卡尔达舍夫（Николай Кардашёв）在1964年提出了这个概念，他用能量级将文明分为3个等级：I型、Ⅱ型和Ⅲ型，这些文明分别可以利用一颗行星，一颗恒星和一个星系的能量。
图片来源：wikipedia
I型文明是行星级文明。这种文明可以充分利用宿主恒星（对人类而言，是太阳）传递到其母星（地球）上的能量，也能充分利用这颗行星自身包含的能量（化石能源、核能等），对应的能耗为10¹⁶W。
Ⅱ型文明是恒星级文明。恒星主要通过发光的方式向外传递能量，太阳向外辐射能量的总功率为4×10²⁶W，Ⅱ型文明对应的能耗指标就为10²⁶W。根据E=mc²计算，相当于每11秒，这个文明就能消耗掉西湖水总质量对应的能量。为了收集这么多能源，Ⅱ型文明可能会建造一些能源巨构，比如戴森球。戴森球上可能还有计算功能，为了充分利用能量，这样的结构甚至可能是多层的，一层戴森球的废热可以为下一层戴森球提供能量，形成俄罗斯套娃脑（matryoshka brain）。Ⅱ型文明应该已经掌握了一些非常遥远的科幻级技术，比如正反物质湮灭引擎、制造小型黑洞等。
Ⅲ型文明是星系级文明。银河系的总亮度为4×10³⁷W，考虑到整个星系实在太过庞大，只要整个文明的能耗达到银河系总亮度的2.5%，也就是10³⁶W，我们就能将它称为Ⅲ型文明。对于这种级别的文明，或许连时空本身都能随意操控，它们或许能制造虫洞或超大质量黑洞。这种文明的技术实力应该已经完全超出了我们的认知，我们应该无法想象他们拥有的技术。
卡尔达舍夫等级并不是离散、分立的，它其实可以通过一个对数公式表示。如果一个文明的全部能源消耗为P，那么这个文明对应的卡尔达舍夫等级K可以表示为：
根据国际能源署的数据，2018年全球能源消费为14 281 889千吨油当量（能量单位，kTOE，kilo ton oil equivalent），大约为1.90×10¹³W。再由上述公式计算可得，地球上的人类文明目前属于0.728级文明。
过去，人类能源消费大约是按照指数增长的——每年增长的能源消费制造了更多机器，能让我们在下一年消耗更多能源。如果仅仅按照以往的增长率简单粗暴地进行拟合，就能发现我们大约能在2347年左右成为I型文明，在几千年后成为Ⅱ型文明，在几十万年后成为Ⅲ型文明。
能源的陷阱
不过，这只是一个很粗略的估计。它只是根据过去人类能源增长率来估计未来，并没有考虑实际的限制，过于乐观。而且，国际能源署所使用的这个单位让我们不由得想起一些不妙的事情——化石能源的环境威胁。虽然只是用石油来等效，但是化石能源现在确确实实给整个地球的环境带来了很多危害。正如美国生物学家艾德华·威尔森（Edward Osborne Wilson）曾说的：“人类真正面对的问题是：我们拥有旧石器时代的情感，中世纪的制度和宛若神明的技术。”我们的文明也正在面临严峻的气候危机。甚至有人认为，文明在向I型文明发展的过程就是一个“大过滤器”（Great Filter），增长的能源消费会带来剧烈的气候变化，从而导致文明灭亡。因此，没有文明能达到更高的等级——这可能就是“费米悖论”的解释，也是还没有外星人和我们建立联系的原因。
现在，意识到气候危机的人类正在尝试限制自身的碳排放。比如，我国就提出，到2030年全国二氧化碳排放量达到峰值；到2060年非化石能源消费比重达到80%以上，全国实现碳中和。而欧盟诸国和美国等发达国家则计划到2050年实现碳中和目标。未来的几十年，人类整体的能源结构也许将面临巨大的转型。
在这种背景下，我们必须重新审视各种能源的变化，重新计算人类成为I型文明的时间。最近，一个国际研究团队在预印本网站上公布了他们的研究结果，他们根据《联合国气候变化框架公约》（UNFCCC）的政策和建议，以及国际能源署（IEA）对未来几十年能源消耗的预测，开发了一个更详细的影响模型，估计人类在此框架下成为I型文明的时间。他们的结论是，如果人类将主要能源转换为清洁能源，大概能在2371年左右成为I型文明。
转型的考验
模型显示，如果全球各国都履行自己的承诺，那么在2040年代，人类将会快速降低对化石能源的依赖。到2050年左右，化石能源的消耗会迅速降低到相对很低的水平。
（a）、（b）、（c）分别为人类对煤炭、天然气和原油的消费，黑色为指数模型，红色为影响模型，蓝色为国际能源署历史数据。
图片来源：原论文
在化石能源快速衰减的同时，太阳能、风能、水力、地热等可再生能源将会基本维持指数发展模式，甚至会加速发展弥补减少化石能源带来的漏洞。
而还有一种不容忽视却颇受争议的能源——核能。国际能源署表示：“从历史上看，核电一直是全球无碳电力的最大贡献者之一，并且具有帮助电力行业脱碳的巨大潜力。”过去50年中，核能减少了550亿吨二氧化碳排放，几乎相当于人类2年二氧化碳排放的总和。
从1971年到2018年全球核电供应量。
图片来源：原论文
但在多数人心中，核电始终是可怕的存在。1986年的切尔诺贝利核事故和2011年的福岛核事故让所有人都心有余悸，1986年后，全球核电增速减缓，2011年全球核电发电量甚至出现了明显的倒退。就算核电是非常安全的能源，发展速度也不得不受此影响而放缓。按照国际能源署安全数据表（Safety Data Sheet，SDS）的最理想估计，未来核电的年平均增长率大约为2.47%。
不同条件下的核能发展情况。黑线为已有数据、红色虚线为不再建设新的核电站、蓝色虚线为只建设规划中的核电站、绿色虚线为按照国际能源署安全数据表规划、建设核电站。
图片来源：原论文
在这种限制下，可再生能源总量将达到核电的两倍左右。
红色为可再生能源、黑色为核能。图片来源：原论文
在这样的估计下，全人类的能源消耗反而可能会在2030年左右下降，在2050年左右到达最低值。这是能源转型的阵痛，但却是我们阻止全球变暖，不让人类陷入“大过滤器”的唯一办法。之后，或许人类的能源消费能回归指数级别增长，在用20～30年完成能源转型的情况下，在2371年左右，我们或许能就能安全地成为I型文明。
对人类文明等级的预测。图片来源：原论文
虽然卡尔达舍夫等级是个非常直截了当的限制，但它只是故事的一半。我们固然需要大量能源，但能源的使用效率同样重要。在倡导绿色节能的今天，越来越多低能耗的技术被开发了出来，用更少的能源，实现同样、甚至更好的效果。或许，只有当我们不需要仅仅依靠支配的能源来评判文明的标准时，我们的文明才能得到真正的进步。
详情：https://t.cn/A6XGieOx
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//以下文章来源于环球科学 ，作者环球科学
图片来源：pixabay
卡尔达舍夫等级将能利用整个行星、恒星和星系能量的文明分别分为I型、Ⅱ型和Ⅲ型文明。目前人类是0.728级文明，按照以往的能量增长速率，我们大概能在2347年左右成为I型文明。但是，盲目地利用能源可能是个陷阱，野蛮发展带来的气候危机可能是宇宙所有文明的“大过滤器”，为了让人类文明长久发展，我们必须转换自己的能源结构。在这种情况下，我们又将在何时成为I型文明呢？
撰文 | 王昱
审校 | 二七
一个文明的发展是多方面的，人口、经济、军事、文化、科技等都可以作为衡量文明等级的准绳。但这些方面所代表的往往只是文明的冰山一角，并且难以量化对比。对物理学家这群不想关注细节的“懒人”而言，整个文明的能耗便成了最方便的参数。一方面，它反映了整个文明利用能源的能力，这与整个文明的人口、经济与技术实力息息相关；另一方面，它又是一个非常具体的数字，可以量化分析。
这就是卡尔达舍夫等级（Kardashev Scale）诞生的逻辑。苏联天文学家尼古拉·卡尔达舍夫（Николай Кардашёв）在1964年提出了这个概念，他用能量级将文明分为3个等级：I型、Ⅱ型和Ⅲ型，这些文明分别可以利用一颗行星，一颗恒星和一个星系的能量。
图片来源：wikipedia
I型文明是行星级文明。这种文明可以充分利用宿主恒星（对人类而言，是太阳）传递到其母星（地球）上的能量，也能充分利用这颗行星自身包含的能量（化石能源、核能等），对应的能耗为10¹⁶W。
Ⅱ型文明是恒星级文明。恒星主要通过发光的方式向外传递能量，太阳向外辐射能量的总功率为4×10²⁶W，Ⅱ型文明对应的能耗指标就为10²⁶W。根据E=mc²计算，相当于每11秒，这个文明就能消耗掉西湖水总质量对应的能量。为了收集这么多能源，Ⅱ型文明可能会建造一些能源巨构，比如戴森球。戴森球上可能还有计算功能，为了充分利用能量，这样的结构甚至可能是多层的，一层戴森球的废热可以为下一层戴森球提供能量，形成俄罗斯套娃脑（matryoshka brain）。Ⅱ型文明应该已经掌握了一些非常遥远的科幻级技术，比如正反物质湮灭引擎、制造小型黑洞等。
Ⅲ型文明是星系级文明。银河系的总亮度为4×10³⁷W，考虑到整个星系实在太过庞大，只要整个文明的能耗达到银河系总亮度的2.5%，也就是10³⁶W，我们就能将它称为Ⅲ型文明。对于这种级别的文明，或许连时空本身都能随意操控，它们或许能制造虫洞或超大质量黑洞。这种文明的技术实力应该已经完全超出了我们的认知，我们应该无法想象他们拥有的技术。
卡尔达舍夫等级并不是离散、分立的，它其实可以通过一个对数公式表示。如果一个文明的全部能源消耗为P，那么这个文明对应的卡尔达舍夫等级K可以表示为：
根据国际能源署的数据，2018年全球能源消费为14 281 889千吨油当量（能量单位，kTOE，kilo ton oil equivalent），大约为1.90×10¹³W。再由上述公式计算可得，地球上的人类文明目前属于0.728级文明。
过去，人类能源消费大约是按照指数增长的——每年增长的能源消费制造了更多机器，能让我们在下一年消耗更多能源。如果仅仅按照以往的增长率简单粗暴地进行拟合，就能发现我们大约能在2347年左右成为I型文明，在几千年后成为Ⅱ型文明，在几十万年后成为Ⅲ型文明。
能源的陷阱
不过，这只是一个很粗略的估计。它只是根据过去人类能源增长率来估计未来，并没有考虑实际的限制，过于乐观。而且，国际能源署所使用的这个单位让我们不由得想起一些不妙的事情——化石能源的环境威胁。虽然只是用石油来等效，但是化石能源现在确确实实给整个地球的环境带来了很多危害。正如美国生物学家艾德华·威尔森（Edward Osborne Wilson）曾说的：“人类真正面对的问题是：我们拥有旧石器时代的情感，中世纪的制度和宛若神明的技术。”我们的文明也正在面临严峻的气候危机。甚至有人认为，文明在向I型文明发展的过程就是一个“大过滤器”（Great Filter），增长的能源消费会带来剧烈的气候变化，从而导致文明灭亡。因此，没有文明能达到更高的等级——这可能就是“费米悖论”的解释，也是还没有外星人和我们建立联系的原因。
现在，意识到气候危机的人类正在尝试限制自身的碳排放。比如，我国就提出，到2030年全国二氧化碳排放量达到峰值；到2060年非化石能源消费比重达到80%以上，全国实现碳中和。而欧盟诸国和美国等发达国家则计划到2050年实现碳中和目标。未来的几十年，人类整体的能源结构也许将面临巨大的转型。
在这种背景下，我们必须重新审视各种能源的变化，重新计算人类成为I型文明的时间。最近，一个国际研究团队在预印本网站上公布了他们的研究结果，他们根据《联合国气候变化框架公约》（UNFCCC）的政策和建议，以及国际能源署（IEA）对未来几十年能源消耗的预测，开发了一个更详细的影响模型，估计人类在此框架下成为I型文明的时间。他们的结论是，如果人类将主要能源转换为清洁能源，大概能在2371年左右成为I型文明。
转型的考验
模型显示，如果全球各国都履行自己的承诺，那么在2040年代，人类将会快速降低对化石能源的依赖。到2050年左右，化石能源的消耗会迅速降低到相对很低的水平。
（a）、（b）、（c）分别为人类对煤炭、天然气和原油的消费，黑色为指数模型，红色为影响模型，蓝色为国际能源署历史数据。
图片来源：原论文
在化石能源快速衰减的同时，太阳能、风能、水力、地热等可再生能源将会基本维持指数发展模式，甚至会加速发展弥补减少化石能源带来的漏洞。
而还有一种不容忽视却颇受争议的能源——核能。国际能源署表示：“从历史上看，核电一直是全球无碳电力的最大贡献者之一，并且具有帮助电力行业脱碳的巨大潜力。”过去50年中，核能减少了550亿吨二氧化碳排放，几乎相当于人类2年二氧化碳排放的总和。
从1971年到2018年全球核电供应量。
图片来源：原论文
但在多数人心中，核电始终是可怕的存在。1986年的切尔诺贝利核事故和2011年的福岛核事故让所有人都心有余悸，1986年后，全球核电增速减缓，2011年全球核电发电量甚至出现了明显的倒退。就算核电是非常安全的能源，发展速度也不得不受此影响而放缓。按照国际能源署安全数据表（Safety Data Sheet，SDS）的最理想估计，未来核电的年平均增长率大约为2.47%。
不同条件下的核能发展情况。黑线为已有数据、红色虚线为不再建设新的核电站、蓝色虚线为只建设规划中的核电站、绿色虚线为按照国际能源署安全数据表规划、建设核电站。
图片来源：原论文
在这种限制下，可再生能源总量将达到核电的两倍左右。
红色为可再生能源、黑色为核能。图片来源：原论文
在这样的估计下，全人类的能源消耗反而可能会在2030年左右下降，在2050年左右到达最低值。这是能源转型的阵痛，但却是我们阻止全球变暖，不让人类陷入“大过滤器”的唯一办法。之后，或许人类的能源消费能回归指数级别增长，在用20～30年完成能源转型的情况下，在2371年左右，我们或许能就能安全地成为I型文明。
对人类文明等级的预测。图片来源：原论文
虽然卡尔达舍夫等级是个非常直截了当的限制，但它只是故事的一半。我们固然需要大量能源，但能源的使用效率同样重要。在倡导绿色节能的今天，越来越多低能耗的技术被开发了出来，用更少的能源，实现同样、甚至更好的效果。或许，只有当我们不需要仅仅依靠支配的能源来评判文明的标准时，我们的文明才能得到真正的进步。
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【相变储能蓄热技术在众多领域具有重要应用价值】相变储能在许多领域具有应用价值，包括太阳能利用、电力调峰、废热利用、跨季节储热和储冷、食物保鲜、建筑隔热保温、电子器件热保护、纺织、服装、农业等。
1、在太阳能方面的应用
太阳能清洁、无污染，而且取用方便。利用太阳能是解决能源危机的重要途径之一。但是到达地球表面的太阳辐射能量密度偏低，且受到地理、季节、昼夜及天气变化等因素的制约，表现出稀薄性、间断性和不稳定性等特点。为了保证供热或供电装置的稳定不间断的运行，需要利用相变储能装置，在能量富裕时储能，在能量不足是释能。
2、工业余热利用
在冶金、玻璃、水泥、陶瓷等部门都有大量的各式高温窑炉，她们的能耗非常之大，但热效率通常低于30%。节能的重点是回收烟气余热。传统的做法是利用耐火材料的热熔变话来储热，这种储热设备的体积大、储热效果不明显。如果改用相变储热系统，则储热设备体积可减少30%-50%，同时可节能15%-45%，还可以起到稳定运行的作用。
3、在建筑方面的应用
有关资料显示，社会一次能耗总消耗量的1/3用于建筑领域。提高建筑领域能源使用效率，降低建筑能耗，对于整个社会节约能源和保护环境都具有显著的经济效益和社会影响。
利用相变储能建筑材料可有效利用太阳能来蓄热或电力负荷低谷时期的电力来蓄热或蓄冷，使建筑物室内和室外之间的热波动幅度减弱、作用时间被延迟，从而降低室内的温度波动，提高舒适度，以及节约能耗。
4、相变储热材料在其他领域的应用前景
相变储热材料有着优异的储能性能，为响应国家节能环保碳中和政策，解决冬季零碳清洁取暖，天帅智能科技股份有限公司近10年的研究积累，开发出了复合相变储能蓄热材料的制备和规模化生产工艺。为实现该项技术的成果转化和市场化应用，其核心的固态相变蓄热技术一经推出便赢得市场青睐，仅三年时间，采用该技术就已完成超过27个项目，快速成长为国内相变蓄热市场的领先企业。
相变蓄热供暖市场广阔
相较于传统的显热蓄热，相变蓄热这种潜热蓄热技术具有更高的能量密度，蓄热和释热过程可控性好、原材料易得，具有较好的市场应用前景。这也是天帅智能科技将发展高能量密度、高经济性相变蓄热材料与技术作为公司核心产品和发力点的主要原因。
天帅智能科技核心的固态相变蓄热技术，通过复合成型，可以有效利用相变蓄热材料的相变潜热以及封装显热陶瓷材料的耐火度和稳定性，使其在高温相变状态下仍然保持原有的固态形貌，而且可以实现上千次循环且蓄热能力不发生较大衰减。也就是说，复合技术可以充分利用现有相变材料的优势，同时结合了显热蓄热材料原有的优势。
相变储能蓄热供暖市场是近年来新启动的一个市场，增长快速，但市场需要健康发展，各方应更加重视蓄热技术，推动成立相关的专业化技术委员会和标准委员会，建立从蓄热材料，蓄热装置，蓄热系统等一系列的标准和规范。为推动蓄热技术的良性发展提供顶层规划。
峰谷价差将进一步拉大蓄热将更具成本竞争力
电价政策是影响蓄热项目经济性的关键因素，蓄热项目是否具有可行性，低谷电价几乎起了决定性的作用。国家能源局综合司最新发布的征求《关于解决“煤改气”“煤改电”等清洁供暖推进过程中有关问题的通知》再次提到，要认真落实《关于北方地区清洁供暖价格政策的意见》要求，在峰谷分时电价、阶梯电价、电力市场化交易等方面进一步加大工作力度。这对蓄热发展无疑也是利好信号。
其创新的“四方协作”机制，通过可再生能源电力市场化交易，电供暖用户可享受到0.15元/千瓦时的优惠电价，可以实现蓄热系统的经济运行，不少蓄热企业已抢先布局这些电价优势地区。四方交易机制是非常不错的一种清洁能源消纳方案，蓄热式电锅炉这类可控大容量负荷与四方机制相配合是非常有效的。这种机制是获得多方认可的，可以考虑在清洁能源较为富裕的地区推广。
随着峰谷电价政策的全国普及，运行成本低的优势将会更加突出，受到广大用户的欢迎。天帅智能科技相变储能蓄热市场广阔，有效促进我国社会节能环保。通过与燃煤和燃气供暖具体对比来看优势明显，清洁环保、运行成本低！
第一，用户侧的散烧煤锅炉会造成严重的环境问题，与清洁供暖背道而驰，从社会角度来看，由此带来的环境修复成本以及因为环境污染而带来的健康医疗成本不可忽略。
第二，2017年和2018年的燃气供应紧张也让很多人意识到，燃气并非一个可靠的能源资源。通过核算，与多个省市的燃气供暖项目相比，谷电供暖也是具有竞争力的。
就电蓄热运行价格的未来走势，随着社会经济的发展，第三产业的比重增加，电网的峰谷差将进一步拉大，通过蓄热蓄冷可以为电网提供一种“增量调峰”的技术手段，对于电网的安全运行是有利的，更大的峰谷电价差也将成为必然。此外，根据电改9号文件，电力市场将逐步放开，用户与发电企业间的直接交易机制也在逐步完善，这都将带来电价差的进一步拉大，谷电价格的进一步降低，这将为蓄热技术的应用提供更好的电价支撑。
西北地区为蓄热技术应用提供潜力市场
当前，蓄热技术在弃风弃光较多的西北地区，可以获得更低的电价，由此带来了更广阔的应用空间。但我国西北地形特殊，气候条件较为恶劣，这也为蓄热技术在当地的应用带来了一些挑战。由天帅智能科技承建的复合相变储能蓄热清洁供暖系统调试并投入运行，项目地处海拔3500米以上，自然条件恶劣，在蓄热电供暖技术领域，此前尚未有同类案例，该项目的成功建设实现了从0到1的突破。
在技术设计方面，高原地区空气较为稀薄，对电气及炉体绝缘提出了更高的要求、低气压下的水沸点过低也会对气水换热器的换热结构设计和安全防护提出更高要求，蓄热材料与换热空气以及换热空气与换热器之间的换热设计也非常关键，公司团队从高海拔对电气及炉体绝缘的要求、蓄热材料的基本性能到换热过程都做了深入分析，优化装置结构设计，确定了适应高原绝缘的电气技术参数及设备设计。
在系统运行成本方面，应该说青海并没有提供较好的低谷电价政策，但青海有着量大质优的太阳能资源，只需推广大容量的可控负荷以配合清洁能源消纳的需求，未来也将有望享受到更低的电价支持。通过一个供暖季的运行检验，该项目蓄热电锅炉的运行效果得到了各方肯定，这也帮助天帅智能科技斩获了更多的项目订单，截至目前，天帅智能科技在今年已经获得了三江源地区超过73余万平米的供暖工程项目合同。
项目的运行效果特点
第一，供暖保障度高，天帅智能科技作了相关的试点，供暖效果非常不错，保障了居民正常的供暖需求。高海拔地区的自然条件比较恶劣,停电事故时有发生，检修难度也很高，大容量相变储能蓄热装置的应用，实现了停电不停暖。
第二，运维经济性好，通过一个供暖季的运行来看，在高海拔地区其实际运行效果优于燃煤，分析来看,包括两个因素：1、高海拔地区因为交通等问题，燃煤的输运成本过高；2、电供暖具有较好的可控性，天帅智能科技通过在锅炉上集成了天气预测模块，可以较好地对锅炉的能耗进行控制，减少能源浪费，降低综合能耗成本。
国网提到的“青海绿电15日”中明确提出了去年年底高海拔地区的蓄热工程项目对青海绿电的贡献，国网青海省电力公司组织果洛藏族自治州6家用电容量为3.43万千瓦蓄热式电锅炉用户参与交易，其间累计增加光伏消纳158.3万千瓦时。相变储能蓄热技术为西北地区的新能源消纳正在发挥越来越大的作用。
1、在太阳能方面的应用
太阳能清洁、无污染，而且取用方便。利用太阳能是解决能源危机的重要途径之一。但是到达地球表面的太阳辐射能量密度偏低，且受到地理、季节、昼夜及天气变化等因素的制约，表现出稀薄性、间断性和不稳定性等特点。为了保证供热或供电装置的稳定不间断的运行，需要利用相变储能装置，在能量富裕时储能，在能量不足是释能。
2、工业余热利用
在冶金、玻璃、水泥、陶瓷等部门都有大量的各式高温窑炉，她们的能耗非常之大，但热效率通常低于30%。节能的重点是回收烟气余热。传统的做法是利用耐火材料的热熔变话来储热，这种储热设备的体积大、储热效果不明显。如果改用相变储热系统，则储热设备体积可减少30%-50%，同时可节能15%-45%，还可以起到稳定运行的作用。
3、在建筑方面的应用
有关资料显示，社会一次能耗总消耗量的1/3用于建筑领域。提高建筑领域能源使用效率，降低建筑能耗，对于整个社会节约能源和保护环境都具有显著的经济效益和社会影响。
利用相变储能建筑材料可有效利用太阳能来蓄热或电力负荷低谷时期的电力来蓄热或蓄冷，使建筑物室内和室外之间的热波动幅度减弱、作用时间被延迟，从而降低室内的温度波动，提高舒适度，以及节约能耗。
4、相变储热材料在其他领域的应用前景
相变储热材料有着优异的储能性能，为响应国家节能环保碳中和政策，解决冬季零碳清洁取暖，天帅智能科技股份有限公司近10年的研究积累，开发出了复合相变储能蓄热材料的制备和规模化生产工艺。为实现该项技术的成果转化和市场化应用，其核心的固态相变蓄热技术一经推出便赢得市场青睐，仅三年时间，采用该技术就已完成超过27个项目，快速成长为国内相变蓄热市场的领先企业。
相变蓄热供暖市场广阔
相较于传统的显热蓄热，相变蓄热这种潜热蓄热技术具有更高的能量密度，蓄热和释热过程可控性好、原材料易得，具有较好的市场应用前景。这也是天帅智能科技将发展高能量密度、高经济性相变蓄热材料与技术作为公司核心产品和发力点的主要原因。
天帅智能科技核心的固态相变蓄热技术，通过复合成型，可以有效利用相变蓄热材料的相变潜热以及封装显热陶瓷材料的耐火度和稳定性，使其在高温相变状态下仍然保持原有的固态形貌，而且可以实现上千次循环且蓄热能力不发生较大衰减。也就是说，复合技术可以充分利用现有相变材料的优势，同时结合了显热蓄热材料原有的优势。
相变储能蓄热供暖市场是近年来新启动的一个市场，增长快速，但市场需要健康发展，各方应更加重视蓄热技术，推动成立相关的专业化技术委员会和标准委员会，建立从蓄热材料，蓄热装置，蓄热系统等一系列的标准和规范。为推动蓄热技术的良性发展提供顶层规划。
峰谷价差将进一步拉大蓄热将更具成本竞争力
电价政策是影响蓄热项目经济性的关键因素，蓄热项目是否具有可行性，低谷电价几乎起了决定性的作用。国家能源局综合司最新发布的征求《关于解决“煤改气”“煤改电”等清洁供暖推进过程中有关问题的通知》再次提到，要认真落实《关于北方地区清洁供暖价格政策的意见》要求，在峰谷分时电价、阶梯电价、电力市场化交易等方面进一步加大工作力度。这对蓄热发展无疑也是利好信号。
其创新的“四方协作”机制，通过可再生能源电力市场化交易，电供暖用户可享受到0.15元/千瓦时的优惠电价，可以实现蓄热系统的经济运行，不少蓄热企业已抢先布局这些电价优势地区。四方交易机制是非常不错的一种清洁能源消纳方案，蓄热式电锅炉这类可控大容量负荷与四方机制相配合是非常有效的。这种机制是获得多方认可的，可以考虑在清洁能源较为富裕的地区推广。
随着峰谷电价政策的全国普及，运行成本低的优势将会更加突出，受到广大用户的欢迎。天帅智能科技相变储能蓄热市场广阔，有效促进我国社会节能环保。通过与燃煤和燃气供暖具体对比来看优势明显，清洁环保、运行成本低！
第一，用户侧的散烧煤锅炉会造成严重的环境问题，与清洁供暖背道而驰，从社会角度来看，由此带来的环境修复成本以及因为环境污染而带来的健康医疗成本不可忽略。
第二，2017年和2018年的燃气供应紧张也让很多人意识到，燃气并非一个可靠的能源资源。通过核算，与多个省市的燃气供暖项目相比，谷电供暖也是具有竞争力的。
就电蓄热运行价格的未来走势，随着社会经济的发展，第三产业的比重增加，电网的峰谷差将进一步拉大，通过蓄热蓄冷可以为电网提供一种“增量调峰”的技术手段，对于电网的安全运行是有利的，更大的峰谷电价差也将成为必然。此外，根据电改9号文件，电力市场将逐步放开，用户与发电企业间的直接交易机制也在逐步完善，这都将带来电价差的进一步拉大，谷电价格的进一步降低，这将为蓄热技术的应用提供更好的电价支撑。
西北地区为蓄热技术应用提供潜力市场
当前，蓄热技术在弃风弃光较多的西北地区，可以获得更低的电价，由此带来了更广阔的应用空间。但我国西北地形特殊，气候条件较为恶劣，这也为蓄热技术在当地的应用带来了一些挑战。由天帅智能科技承建的复合相变储能蓄热清洁供暖系统调试并投入运行，项目地处海拔3500米以上，自然条件恶劣，在蓄热电供暖技术领域，此前尚未有同类案例，该项目的成功建设实现了从0到1的突破。
在技术设计方面，高原地区空气较为稀薄，对电气及炉体绝缘提出了更高的要求、低气压下的水沸点过低也会对气水换热器的换热结构设计和安全防护提出更高要求，蓄热材料与换热空气以及换热空气与换热器之间的换热设计也非常关键，公司团队从高海拔对电气及炉体绝缘的要求、蓄热材料的基本性能到换热过程都做了深入分析，优化装置结构设计，确定了适应高原绝缘的电气技术参数及设备设计。
在系统运行成本方面，应该说青海并没有提供较好的低谷电价政策，但青海有着量大质优的太阳能资源，只需推广大容量的可控负荷以配合清洁能源消纳的需求，未来也将有望享受到更低的电价支持。通过一个供暖季的运行检验，该项目蓄热电锅炉的运行效果得到了各方肯定，这也帮助天帅智能科技斩获了更多的项目订单，截至目前，天帅智能科技在今年已经获得了三江源地区超过73余万平米的供暖工程项目合同。
项目的运行效果特点
第一，供暖保障度高，天帅智能科技作了相关的试点，供暖效果非常不错，保障了居民正常的供暖需求。高海拔地区的自然条件比较恶劣,停电事故时有发生，检修难度也很高，大容量相变储能蓄热装置的应用，实现了停电不停暖。
第二，运维经济性好，通过一个供暖季的运行来看，在高海拔地区其实际运行效果优于燃煤，分析来看,包括两个因素：1、高海拔地区因为交通等问题，燃煤的输运成本过高；2、电供暖具有较好的可控性，天帅智能科技通过在锅炉上集成了天气预测模块，可以较好地对锅炉的能耗进行控制，减少能源浪费，降低综合能耗成本。
国网提到的“青海绿电15日”中明确提出了去年年底高海拔地区的蓄热工程项目对青海绿电的贡献，国网青海省电力公司组织果洛藏族自治州6家用电容量为3.43万千瓦蓄热式电锅炉用户参与交易，其间累计增加光伏消纳158.3万千瓦时。相变储能蓄热技术为西北地区的新能源消纳正在发挥越来越大的作用。
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