相變儲(chǔ)能材料低碳經(jīng)濟(jì)論文
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在實(shí)際的應(yīng)用中，相變儲(chǔ)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(shí)候，其從固相變化成液相，并且在這個(gè)過程中，吸收大量的熱量并儲(chǔ)存起來；而當(dāng)外界的溫度在其凝固溫度以下的時(shí)候，相變材料將由液相轉(zhuǎn)化成固相，同時(shí)在釋放大量的熱量；在這個(gè)物理變化的過程中，儲(chǔ)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(gè)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(chǔ)能的密度大，儲(chǔ)存的熱量多，在環(huán)境的溫度比相變的溫度高的時(shí)候，將多余的熱量給儲(chǔ)存起來，在環(huán)境溫度比相變溫度低的時(shí)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(chǔ)存大量的熱量，以此滿足建筑的節(jié)能需求，同時(shí)減輕建筑自身的負(fù)重。
（3）蓄熱的系數(shù)大，同時(shí)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(jì)算其時(shí)間可以延遲大概5個(gè)小時(shí)，當(dāng)外界的溫度處在中午的2點(diǎn)的溫度的時(shí)候，通過延遲，室內(nèi)的溫度還可保持上午的9點(diǎn)的溫度。
（4）可自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而保持溫度的恒定。在斷電恒溫測試實(shí)驗(yàn)中，上午11點(diǎn)的溫度和晚上10點(diǎn)的溫度始終大致維持在同一個(gè)溫度水平，這樣可以在冬天的時(shí)候提高室內(nèi)溫度，同時(shí)在夏天的時(shí)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(jì)下的必然選擇
相變儲(chǔ)能材料作為低碳經(jīng)濟(jì)模式下的必然選擇，主要的原因有以下幾點(diǎn)：
（一）全球環(huán)境變化呼喚環(huán)保能源
隨著近段時(shí)間的北京霧霾、菲律賓臺(tái)風(fēng)等一系列事件的發(fā)生，進(jìn)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(jì)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(jì)中，防腐、保溫等的構(gòu)造以及不同部位材料的選用，往往因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員的無知埋下很多隱患。同時(shí)，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(jì)損失達(dá)到400多億元人民幣。因此，保障人類的可持續(xù)發(fā)展，保護(hù)我們的地球，必須呼喚環(huán)保能源。同時(shí)各行業(yè)也必須轉(zhuǎn)變現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)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(jì)方式。在此情勢下，英國在2003年出臺(tái)了《我們能源的未來：創(chuàng)建低碳經(jīng)濟(jì)》能源白皮書，同時(shí)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(jìn)能源節(jié)約，并將節(jié)能任務(wù)具體落實(shí)到各省、自治區(qū)和直轄市以及重點(diǎn)企業(yè)，實(shí)行單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗指標(biāo)公報(bào)制度，實(shí)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(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的根本轉(zhuǎn)變，從而為相變儲(chǔ)能材料行業(yè)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
三、相變儲(chǔ)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(jì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段從事相變儲(chǔ)能材料的公司在525家左右?，F(xiàn)階段的市場上銷售的儲(chǔ)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(shí)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(jī)儲(chǔ)能材料
無機(jī)水合鹽由于具有較大的熔解熱和較高的熔點(diǎn)，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(jī)儲(chǔ)能材料
有機(jī)類相變材料常用的有高級(jí)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(jì)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(dá)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(chǔ)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(jì)的重視，如在“十二五”規(guī)劃中出臺(tái)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(shí)有了很大的提高。同時(shí)，隨著低碳意識(shí)的加強(qiáng)，很多的人開始推廣和使用相變儲(chǔ)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(chǔ)能材料也遇到了很多的發(fā)展的瓶頸：
（1）儲(chǔ)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(shí)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(chǔ)能材料達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，從而在運(yùn)用中失去保溫或恒溫的意義。同時(shí)，不規(guī)范的技術(shù)還導(dǎo)致相變儲(chǔ)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(jì)鼓勵(lì)措施。相變儲(chǔ)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(gè)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(jì)鼓勵(lì)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?yàn)槠錇榛て髽I(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(jià)格比平常的材料價(jià)格要高。
（9）未有統(tǒng)一的行業(yè)協(xié)會(huì)。
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(huì)，從而對行業(yè)內(nèi)的相關(guān)措施進(jìn)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(jià)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(dòng)行業(yè)健康、快速地發(fā)展。
（3）引導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)，同時(shí)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(jià)格，從而更好地做好市場的推廣。
（4）針對個(gè)別落后的問題，鼓勵(lì)和引導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行設(shè)備的更新，同時(shí)鼓勵(lì)企業(yè)加強(qiáng)對科研的投入，從而更好地提高企業(yè)相變儲(chǔ)能技術(shù)的水平，同時(shí)加強(qiáng)從國外的技術(shù)引進(jìn)，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(qiáng)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(qiáng)對售后服務(wù)的意識(shí)的培訓(xùn)，其次是實(shí)實(shí)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?yàn)樵谖覈暮芏嘞嘧儾牧仙a(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?yàn)榧夹g(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(jì)鼓勵(lì)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(tái)相關(guān)的稅收或經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼等措施，加強(qiáng)對行業(yè)的補(bǔ)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(shí)也有很多的個(gè)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(shí)，制定相關(guān)的生產(chǎn)許可細(xì)則，同時(shí)嚴(yán)格生產(chǎn)許可的發(fā)放和查處，堅(jiān)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(jìn)行生產(chǎn)，因此，亟需國家出臺(tái)相關(guān)的法律法規(guī)，同時(shí)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(jìn)入良性循環(huán)發(fā)展的軌道。
5.開展行業(yè)誠信評價(jià)
在行業(yè)內(nèi)部實(shí)施的開展相關(guān)的企業(yè)誠信建設(shè)，同時(shí)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(jià)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(shí)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