相变储能材料低碳经济论文

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一、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。

二、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6500亿元的行业总产值。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，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。

三、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。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PCM

a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。

四、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。

五、结语

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。

作者：王顺 单位：北京中铁大都工程有限公司