液冷储能系统要用铝箔吗
液冷储能系统根据工艺不同来使用铝箔,液冷储能系统一般采用乙二醇水溶液作为冷却剂,结合大容量电芯的使用,将电芯集成后在液冷板上布置形成PACK单元,电池热量通过液冷机组进行换热。相对以往的风冷系统,能量密度得到极大的提升,电芯可实现3-5℃左右的温度均衡,有效提升电池的一致性水平,提高储能全寿命周期的电池能量利用率,降低电池的热失控风险。
液冷技术本身并非全新的技术,由于其具备载热量大,流阻低,换热效率高等优点,在SVG、数据中心、直流设备、电动汽车等领域已广泛使用,由于其优良的温度管理特性,在储能领域的新应用也逐步成为市场的主流选择。
太阳能行业内人士都叫“储能液”,其实跟汽车上用的防冻液性质差不多,但比防冻液性能要好。太阳能储能液的主要成分是多元醇(乙二醇、丙三醇等)、缓蚀剂、蒸馏水等,主要作用就是防冻、防沸、热传导。
与水的主要区别在于:防冻:储能液的冰点比水低,一般能达到-35℃。
防沸 :储能液沸点≥106°C,甚至更高。
热传导:储能液热传导系数比水高,储能液约0.38 W/m•K(20°C)
另储能液一般都添加有各种性能的添加剂,如防腐、防锈、缓蚀剂等,来抑制在高温环境中与水箱内胆和铜管的化学和物理作用。
如果你家里太阳能介质少了,可以往里加去离子水或者水过渡下。
你好,算是。
相变储能材料将暂时不用的能量储存起来,到需要时再将其释放,从而可以缓解能量供与求之间的矛盾,节约能源,因此受到越来越广泛的重视和深入的研究。介绍了相变材料在太阳能、建筑、纺织行业、农业等工业与民用方面的应用,概括和评述了相变储能复合材料的制备方法厦其研究进展,指出当前存在的问题以厦目前值得深入研究的课题。
随着全球工业的高速发展,自从20世纪70年代出现了能源危机及大量的能源消耗导致的环境污染和温室效应,人们一直在研究高效能源、节能技术、可再生环保型能源、太阳能利用技术等。
相变储能是提高能源利用效率和保护环境的重要技术,也是常用于缓解能量供求双方在时间、强度及地点上不匹配的有效方式,在太阳能的利用、电力的“移峰填谷”、废热和余热的回收利用、工业与民用建筑和空调的节能等领域具有广泛的应用前景,目前已成为世界范围内的研究热点。利用相变材料的相变潜热来实现能量的储存和利用,有助于提高能效和开发可再生能源,是近年来能源科学和材料科学领域中一个十分活跃的前沿研究方向。
相变储能材料是指在其物相变化过程中,可以与外界环境进行能量交换(从外界环境吸收热量或者向外界环境放出热量),从而达到控制环境温度和利用能量的目的的材料。与显热储能相比,相变储能具有储能密度高、体积小巧、温度控制恒定、节能效果显著、相变温度选择范围宽、易于控制等优点,在航空航天、太阳能利用、采暖和空调、供电系统优化、医学工程、军事工程、蓄热建筑和极端环境服装等众多领域具有重要的应用价值和广阔的前景。
1相变储能材料
20世纪30年代以来,特别是受70年代能源危机的影响,相变储热(LTEs)的基础理论和应用技术研究在发达国家(如美国、加拿大、日本、德国等)迅速崛起并得到不断发展。材料科学、太阳能、航天技术、工程热物理、建筑物空调采暖通风及工业废热利用等领域的相互渗透与迅猛发展为LTEs研究和应用创造了条件。LTES具有储热密度高、储热放热近似等温、过程易控制的特点。潜热储热是有效利用新能源和节能的重要途径。提高储热系统的相变速率、热效率、储热密度和长期稳定型是目前面临的重要课题。研究潜热储热的核心是研究材料的相变传热过程。
2相变储能材料的机理
相变材料从液态向固态转变时,要经历物理状态的变化,在这两种相变过程中,材料要从环境中吸热,反之,向环境放热。
在物理状态发生变化时可储存或释放的能量称为相变热,发生相变的温度范围很窄。物理状态发生变化时,材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变。大量相变热转移到环境中时产生了一个宽的温度平台,该温度平台的出现体现了恒温时间的延长,并可与显热和绝缘材料区分开来(绝缘材料只提供热温度变化梯度)。相变材料在热循环时储存或释放显热。
相变材料在熔化或凝固过程中虽然温度不变,但吸收或释放的潜热却相当大。以冰一水的相变过程为例,对相变材料在相变时所吸收的潜热以及普通加热条件下所吸收的热量作一比较:当冰融解时,吸收335J/g的潜热,当水进一步加热.每升高1℃,它只吸收大约4J/g的能量。因此,由冰到水的相变过程中所吸收的潜热几乎比相变温度范围外加热过程的热吸收高80多倍。除冰一水之外,已知的天然和合成的相变材料超过500种,且这些材料的相变温度和储热能力各不相同。把相变材料与普通建筑材料相结合,还可以形成一种新型的复合储能建筑材料。这种建材兼备普通建材和相变材料两者的优点。
目前,采用的相变材料的潜热达到170J/g左右,而普通建材在温度变化1℃时储存同等热量将需要190倍相变材料的质量。因此,复合相变材料具有普通建材无法比拟的热容,对于房间内的气温稳定及空调系统工况的平稳是非常有利的。
相变材料应具有以下几个特点:凝固熔化温度窄,相变潜热高,导热率高,比热大,凝固时无过冷或过冷度极小,化学性能稳定,室温下蒸气压低。此外,相变材料还需与建筑材料相容,可被吸收。
3相变储能材料的应用领域
相变储能材料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、农业等等。
3.1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。但是由于到达地球表面的太阳辐射能量密度并不高,而且受地理、昼夜和季节等规律性变化的影响,及阴晴云雨等随机因素的制约,其辐射强度也不断发生变化,而且具有稀薄性、非连续性和不稳定性。所以为了保持供热或供电装置稳定不问断地运行,就需要通过贮热装置把太阳能贮存起来,在太阳能不足时再释放出来,从而满足生产、生活用能连续和稳定供应的需要。一些工业发达的国家昼夜用电存在“谷峰差”,可以利用相变材料在夜间储存能量(电能转化的热能或者冷能),到白天用电高峰时再释放出来使用,缓解电网负荷。
相变储能材料即可满足这一要求。例如美国管道系统公司(Pipe System Inc.)应用CaCl2·6H2O作为相变储能材料制成贮热管,用来贮存太阳能和回收工业中的余热。该公司称:100根长15cm、直径9crn的聚乙烯贮热管就能满足一个家庭所有房间的取暖需要。法国ElFUnion公司和美国的太阳能公司(SOlar Inc.)用NaSO4·10H2O作相变材料来储存太阳能,也都是应用较成功的实例。
3 2在生态建筑业方面的应用
有关资料显示:社会一次能源总消耗量的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。生态建筑是可持续发展的重要手段之一。在生态建筑中,相变储能复合材料可以帮助利用太阳能、季节温差能等可再生能源,有效降低建筑物室内温度波动、缩减各种热能设备、降低能源支出和提供健康舒适的室内环境}可以利用低峰电力、削峰填谷,降低电能消耗,缓解电力紧张。尤其是近年来,随着高层建筑的快速发展,大量采用轻质建筑材料,而轻质建筑材料的热容比较低,不利于平抑室内温度波动。在轻质建筑材料中加入相变材料是解决这一问题的有效方法。
此外,利用相变材料作为室内保温装置已进入实用阶段。在有暖气的室内安装相变材料蓄热器后,当通人暖气时,它会把热贮存起来;当停止送暖气时,它会放出热量,维持室内的温度较为恒定。如果在室内的地板和天花板使用相变材料,由于相变材料的贮热和放热作用,则可将室内温度梯度降低到小于5℃的舒适状态。相变材料还可用在空调节能建筑上,这是一种比较新的应用,通过在墙、屋顶、门窗、地板中“加人”相变材料,可提高空调的使用效率,节约能源,而且室内环境的舒适度也得到了提高。
相变储能复合材料在建筑领域中一个很有前景的应用方式是将相变材料与现存的通用多孔建筑材料复合,即将相变材料储藏在多孔建筑材料中,使这些建筑材料同时具有承重和储能的双重功能,成为结构一功能一体化建筑材料。采用这样的多功能建筑材料,在为建筑增加功能的同时,无需占用额外建筑空间,降低了建筑成本,是一种性价比较高的新型建筑材料,具有明显的市场竞争力。
3.3在服装纺织品方面的应用
根据人体的冷热舒适特点,结合气候条件的差异,选择相变温度适当的相变材料,可以为人体有效地提供一个舒适的微气候环境,提高生活质量和工作效率。美国Kallsas州立大学的shim等研究表明,含相变材料的纺织品能使人体在较长时间内处于舒适状态。在纺织服装中加入相变储能材料可以增强服装的保暖功能,甚至使其具有智能化的内部温度调节功能。把相变材料掺人纺织品后,如果外界环境升高,则相变材料熔化而吸收热能,使得体表温度不随外界环境升高而升高;如果外界环境降低,则相变材料固化而放出热能,使得体表温度不随外界环境降低而降低。
对以严寒气候,宜选择相变温度为18.3~29.4℃的相变材料;对以温暖气候,宜选择相变温度为26.7~37.7℃的相变材料;对以炎热气候.宜选择相变温度为32.2~43.3℃的相变材料。固液相变储能材料在液态时容易流动散失,所以其应用于纺织品时必须采用微胶囊化的形式,即微胶囊相变材料MPcMs。制备微胶囊的物理工艺主要有:喷射烘干、离心流失床或涂层处理。石蜡类烷烃和聚乙二醇是常用于纺织品的相变材料。目前这方面的代表是Outlast公司发明的相变储能纤维——outlast fiber。0utlast fiber是一种采用微胶囊技术生产的特殊纤维,根据使用要求可以具有不同的相变温度。
3.4在农业上的应用
温室在现代农业中有着举足轻重的地位,它在克服恶劣的自然气候、拓展农产品品种和提高农业生产技翠等方面具有重要的价值。温室的核心是控制适宜农作物生长的温度和湿度环境。1987年11月我国在河北省安国县设计建造了一座农用太阳能温室,内部设置的潜热蓄热增温器就是利用相变材料的潜热特性。潜热蓄热增温器储存农用栽培温室中自天过量的太阳能,当夜晚温度下降到定范围后释放出储存的这部分热能,使天之中温室内温度曲线的高峰区有所下降,而低谷区有所上升,昼夜之间的温差变小。这既保证冬季蔬菜等作物的正常生长,叉不需另设常规燃料增温设备,节约了蒸气锅炉、燃油暖风机等基本建设投资和日常燃料的消耗。结果表明,温室冬季夜间最低温度可以提高6℃,增温效果明显。
日本专利报道,用NaSO4·10H2O、NaCO3·10H2O、CH3COONa·3H2O作相变材料,用硼砂作过冷抑制剂,用交联聚丙烯酸钠作分相防止剂,制成在20℃相变的储能相变材料。该材料可用于园艺温室的保温。
在农业上,最先采用的相变材料是CaCl·6H2O,随后又尝试了NaSO4·10H2O、石蜡等。研究结果表明:相变材料不仅能为温室储藏能量,还具有自动调节温室内湿度的功能,能够减少温室的运行费用和降低能耗。
4相变储能复合材料的研究现状
单一的相变材料存在很多缺点,如绝大多数无机物相变材料具有腐蚀性,相变过程中存在过冷和相分离的缺点。为防止无机物相变材料的腐蚀,储热系统必须采用不锈钢等特殊材料制造,从而增加了制造成本;为抑制无机物相变材料在相变过程中的过冷和相分离,需通过大量试验研究,寻求好的成核剂和稳定剂。因此,相变材料通常是由多组分构成的,包括主储剂和相变点调整剂、防过冷剂、防相分离剂和相变促进剂组分。有机物相变材料则因相变潜热低,易挥发、易燃烧、价格昂贵,特别是其热导率较低、相变过程中的传热性能差,在实际应用中通常采用添加高热导率材料如铜粉、铝粉或石墨等作为填充物以提高热导率,或采用翅片管换热器依靠换热面积的增加来提高传热性能,但这些强化传热的方法均未能解决有机相变材料热导率低的本质问题。
近年来,为了克服单一相变储能材料的缺点,更好地发挥其优点,复合相变材料应运而生。它既能有效克服单一的无机物或有机物相变材料存在的缺点,又可以改善相变材料的应用效果,拓展其应用范围。目前相变储能材料的复合方法有以下几种。
4.1胶囊型相变材料
为了解决相变材料在发生固一液相变后液相的流动泄漏问题,特别是对于无机水合盐类相变材料还存在的腐蚀性问题,人们设想将相变材料封闭在球形的胶囊中,制成胶囊型复合相变材料来改善应用性能。
其中,溶胶一凝胶法(Sol—gel)就是近年来发展比较迅速的一种。溶胶一凝胶工艺是一种独特的材料合成方法,它是将前驱体溶于水或有机溶剂中形成均质溶液,然后通过溶质发生水解反应生成纳米级的粒子并形成溶胶,溶胶经蒸发干燥转变为凝胶来制备纳米复合材料。它与传统共混方法相比较具有一些独特的优势:①反应用低粘度的溶液作为原料,无机一有机分子之间混合相当均匀,所制备的材料也相当均匀,这对控制材料的物理性能与化学性能至关重要;②可以通过严格控制产物的组成,实行分子设计和剪裁;③工艺过程温度低,易操作;④制备的材料纯度高。
林怡辉等采用溶胶—凝胶法,以二氧化硅作母材、有机酸作相变材料,合成复合相变材料。二氧化硅是理想的多孔母材,能支持细小而分散的相变材料,加入适合的相变材料后,能增进传热、传质,其化学稳定和热稳定性好。有机酸作相变材料克服了无机材料易腐蚀、存在过冷的缺点,而且具有相变潜热大、化学性质稳定的优点。
Lee Hyoen Kook研究出一种球形储热胶囊。其制备方法如下:先将无机水合盐类相变材料(如三水乙酸钠)与一定量的成核剂和增稠剂混合均匀后,制成直径为0.1~3mm的球体作为核,然后再在球形相变材料核的外表面涂覆1层憎水性的蜡膜以及1~3层聚合物膜,最后得到直径在0.3~10mm之间的胶囊型相变材料。
采用胶囊化技术制备胶囊型复合相变材料能有效解决相变材料的泄漏、相分离以及腐蚀性等问题,但胶囊体的材料大都采用热导率较低的高分子物质,从而降低了相变材料的储热密度和热性能。此外,寻求工艺简单、成本低以及便于工业化生产的胶囊化工艺也是需要解决的难题。
4.2与高分子材料复合制备定形相变材料
为了克服传统的相变材料在实际应用中需要加以封装或使用专门容器以防止其泄漏的缺陷,近年来,出现了将有机相变材料与高分子材料进行复合,制备出在发生相变前后均呈固态而保持形体不变的定形相变材料。
其中一种制备工艺是将相变材料(如石蜡)与高分子物质(如聚乙烯)按一定比例在热炼机上进行加热共混。肖敏等将石蜡与一热塑性体苯乙烯丁二烯苯乙烯三嵌段共聚物(sBs)复合,制各了在石蜡熔融态下仍能保持形状稳定的复合相变材料。复合相变材料保持了纯石蜡的相变特性,其相变热焓可高达纯石蜡的80%。复合相变材料的热传导性比纯石蜡好,因此其放热速率比纯石蜡快,但由于sBs的引人,其对流传热作用削弱,所眦蓄热速率比纯石蜡慢。在复合相变材料中加入导热填料膨胀石墨后,其热传导性进一步提高,以传导传热为主的放热过程更快,放热速率比纯石蜡提高了1.5倍;而在以对
流传热为主的蓄热过程中,由于热传导的加强效应与热对流减弱效应相互抵消,保持了原来纯石蜡的平均蓄热速率。
这样既充分发挥了定形固液相变材料的优点:无需容器盛装,可直接加工成型,不会发生过冷现象,使用安全方便;也克服了固一液相变材料明显的缺陷:在相变介质中加入热导率较低的聚合物载体后,导致本来热导率就不高的有机相变材料的热导率更低了,并且还造成整个材料蓄热能力的下降。
4.3利用毛细管作用将相变材料吸附到多孔基质中
利用具有大比表面积微孔结构的无机物作为支撑材料,通过微孔的毛细作用力将液态的有机物或无机物相变储热材料(高于相变温度条件下)吸人到微孔内,形成有机/无机或无机/有机复合相变储热材料。在这种复台相变储热材料中,当有机或无机相变储热材料在微孔内发生固一液相变时,由于毛细管吸附力的作用,液态的相变储热材料很难从微孔中溢出。
多孔介质种类繁多,具有变化丰富的孔空间,是相变物质理想的储藏介质。可供选择的多孔介质包括石膏、膨胀粘土、膨胀珍珠岩、膨胀页岩、多孔混凝土等。采用多孔介质作为相变物质的封装材料可使复合材料具有结构功能一体化的优点,在应用上可节约空间,具有很好的经济性。多孔介质内部的孔隙非常细小,可以借助毛细管效应提高相变物质在多孔介质中的储藏可靠性。多孔介质还将相变物质分散为细小的个体,有效提高其相变过程的换热效率。
5相变储能材料存在的问题和应用展望
5.1存在的问题
我国现阶段相变储能材料的研究和应用方面仍然存在以下一些问题。
(1)相变储能材料的耐久性问题。这个问题主要分为三类。首先,相变材料在循环相变过程中热物理性质的退化。其次,相变材料从基体材料中泄露出来,表现为在材料表面结霜。另外,相变材料对基体材料的作用,相变材料相变过程中产生的应力使得基体材料容易破坏。
(2)相变储能材料的经济性问题。这也是制约其广泛应用于建筑节能领域的障碍,表现为各种相变储能材料及相变储能复合材料价格较高,导致单位热能的储存费用上升,失去了与其他储热方法的比较优势。
(3)相变储能材料的储能性能问题。储能性能有待更进一步地提高。特别是对于相变储能复合材料来说,为了使储能体更加小巧和轻便,要求相变储能复合材料具有更高的储能性能,目前的槽变储能复合材料的储能密度普遍小于120J/g。有学者预测,通过增加相变物质在复合材料中的含量和选择相变焓更高的相变物质,在未来数年内,将有可能将相变储能复合材料的储能密度提高到150~200J/g。
5.2应用展望
相变储能材料的开发已逐步进入实用阶段,主要用于控制反应温度、利用太阳能、储存工业反应中的余热和废热。低温储能主要用于废热回收、太阳能储存及供暖和空调系统。高温储能用于热机、太阳能电站、磁流体发电及人造卫星等方面。此外,固一固相变储能材料主要应用在家庭采暖系统中,与水合盐相比,具有不泄漏、收缩膨胀小、热效率高等优点,能耐3000次以上的冷热循环(相当于使用寿命25年)}把它们注入纺织物,可制成保温性能好、重量轻的服装}可用于制作保温时间比普通陶瓷杯长的保温杯}含有这种相变材料的沥青地面或水泥路面,可以防止道路、桥梁结冰。因此,它在工程保温材料、医疗保健产品、航空航天器材、军事侦察、日常生活用品等方面具有广阔的应用前景。今后相变储能材料的发展主要体现在以下几个方面:
(1)进一步筛选符合环保的低价的有机相变储能材料,如可再生的脂肪酸及其衍生物。对这类相变材料的深入研究,可以进一步提升相变储能建筑材料的生态意义。
(2)开发复合相变储热材料是克服单一无机或有机相变材料不足、提高其应用性能的有效途径。
(3)针对相变材料的应用场合,开发出多种复合手段和复合技术,研制出多品种的系列复合相变材料是复合相变材料的发展方向之一。
(4)开发多元相变组合材料。在同一蓄热系统中采用相变温度不同的相变材料合理组合,可以显著提高系统效率,维持相变过程中相变速率的均匀性。这对于蓄热和放热有严格要求的蓄能系统具有重要意义。
(5)进一步关注高温储热和空调储冷。美国NAsA Lewis研究中心利用高温相变材料成功地实现了世界上第一套空间太阳能热动力发电系统2kw电力输出,标志这一重要的空间电力技术进入了新的阶段。太阳能热动力发电技术是一项新技术,是最有前途的能源解决方案之一,必将极大地推动高温相变储热技术的发展。另外.低温储热技术是当前空调行业研究开发的热点,并将成为重要的节能手段。
(6)纳米复合材料领域的不断发展为制备高性能复合相变储热材料提供了很好的机遇。纳米材料不仅存在纳米尺寸效应,而且比表面效应大,界面相互作用强。利用纳米材料的特点制备新型高性能纳米复合相变储热材料是制备高性能复合相变材料的新途径。
“双碳”背景下煤炭行业高质量发展探讨
欧凯 张宁 吴立新 索婷
(煤炭工业规划设计研究院有限公司)
新中国成立以来,在党中央、国务院的正确领导下,煤炭工业在百业待兴的基础上起步,在艰苦奋斗中前进,在改革开放中发展,尤其是进入新时代以来,行业发展不断实现新突破,取得了举世瞩目的成就。近两年,碳达峰碳中和目标背景下煤炭消费减量,煤炭消费比重下降,煤炭行业发展受到一定影响,同时也给煤炭行业带来转型升级的机遇。
一、煤炭工业具备高质量发展基础
在一代代煤炭人的艰苦奋斗下,煤炭行业从无到有,煤炭工业从小到大、由弱到强,实现了从起步、腾飞到跨越的巨变,作为我国重要的能源基础产业,为国民经济和 社会 发展注入了强大动力。
(一)对国家经济 社会 发展的能源供应保障能力增强
我国煤矿“三机一架”的装备制造能力处在世界前列,年产千万吨综采技术和装备达到世界领先水平。行业持续推动化解过剩产能、淘汰落后产能、建设先进产能,全国煤炭供给质量显著提高。“十三五”期间,全国累计退出煤矿5500处左右、退出落后煤炭产能10亿吨/年以上,安置职工100万人左右,超额完成化解过剩产能目标。截至2020年底,全国建成年产120万吨以上的大型现代化煤矿约1200处,产量占全国煤炭产量的80%左右,其中,建成年产千万吨级煤矿52处,产能8.2亿吨/年。全国年产30万吨以下的煤矿1129处,产能1.48亿吨/年左右。
自新中国成立至2020年底,煤炭行业贡献了约924亿吨煤炭。我国煤炭年产量由 1949年的3432万吨,增加到1978年的6.8亿吨,到2013年的最高点为39.7亿吨,2020年产量为39亿吨,支撑了我国GDP由1978年的3645亿元增加到2020年的101万亿元。煤矿安全法律法规标准体系不断完善,煤矿安全生产责任制度体系不断健全,安全 科技 装备水平大幅提升,安全生产投入大幅增加,煤矿职工安全培训不断强化,促进煤矿安全生产形势有了明显好转。煤炭百万吨死亡率由1978年的9.713下降至2020年的0.059。煤炭安全供应保障能力实现跨越式提升。
(二)具备高质量发展的 科技 创新能力
煤炭行业技术创新体系不断健全完善, 科技 创新驱动发展的能力显著增强。特厚煤层综放开采、煤与瓦斯共采、燃煤超低排放发电、高效煤粉型工业锅炉、现代煤化工技术等达到国际领先水平。充填开采、保水开采、煤与瓦斯共采、无煤柱开采等煤炭绿色开采技术得到推广应用,煤炭资源回收率显著提升。煤矿机械化、自动化、智能化、数字化、绿色化转型全面提速。2020年 ,原煤入洗率达到74.1%,比2015年提高8.2个百分点。矿井水综合利用率、煤矸石综合利用处置率、井下瓦斯抽采利用率分别达到78.7%、72.2%、44.8%。建成400多个智能化采掘工作面,实现了地面一键启动,井下有人巡视、无人值守。采煤、钻锚、巡检等10种煤矿机器人在井下实施作业,71处煤矿列入国家首批智能化示范建设煤矿。
煤炭由单一燃料向燃料与原料并重转变取得新进展。2020年,煤制油、煤制烯烃、煤制气、煤制乙二醇产能分别达到931万吨/年、1582万吨/年、51亿立方米/年、489万吨/年。煤炭上下游产业融合发展,煤电、煤焦、煤化、煤钢一体化发展趋势明显。
(三)不断完善的市场化体系为高质量发展提供制度保障
新中国成立以来,煤炭工业生产力水平不断提升,同时,也在不断进行体制改革 探索 ,从最开始的完全计划经济,到计划经济和市场相结合,再到完全市场化,为国家经济体制和市场化改革提供了实践样本。
我国煤炭工业完成从新中国成立初期的计划经济体制,到改革开放时期的政府定价向市场化定价转变。1993年开始,我国确立了以市场形成价格为主的煤炭价格机制。1994年1月,国家取消了统一的煤炭计划价格,除电煤实行政府指导价外,其他煤炭全部放开。2004年,我国建立煤电价格联动机制,形成电煤价格“双轨制”。2013年,煤炭价格实现完全市场化定价,市场在配置资源中的决定性作用越来越突出。2016年以来,煤炭行业作为推动供给侧结构性改革的试点行业,煤炭上下游企业逐渐建立了中长期合同制度和“基础价+浮动价”的定价机制,发挥了煤炭市场平稳运行“压舱石”和“稳定器”的作用。2021年9月26日召开的国务院常务会议决定,对尚未实现市场化交易的燃煤发电电量,从2022年1月1日起,取消煤电价格联动机制,将现行标杆上网电价机制,改为“基准价+上下浮动”的市场化机制。这意味着,我国将告别已经实行了15年的煤电价格联动机制。
二、“双碳”目标下煤炭高质量发展对能源低碳转型将发挥重要支撑作用
以煤为主的能源资源禀赋,决定了未来相当长一段时间我国经济 社会 发展仍将离不开煤炭。在碳达峰碳中和过程中,仍需要煤炭发挥基础能源作用,为经济 社会 发展提供能源兜底保障。
(一)煤炭是新能源发展的有力支撑
“双碳”目标下,风、光等可再生能源发电成为增量电力供应的主要来源。近年来,我国大力发展新能源技术,非化石能源发电在我国电力结构中的占比显著上升。然而,受气候、天气、光照等人为不可控的自然条件影响,可再生能源供给能力不确定性大,提供的主要是能源量,能源供应和调节能力有限。可再生能源大比例接入电网,给电网的安全稳定运行带来严峻挑战,需要清洁高效的燃煤发电等灵活性电源作为调峰电源平抑电力波动。我国在大力发展风能、太阳能等可再生能源发电技术,逐步提高非化石能源发电占比,持续优化电力结构的过程中,仍需要煤炭煤电的有力支撑。预计到2060年实现碳中和后,燃煤发电装机规模仍需保持3亿至4亿千瓦,年耗煤量3.9 亿吨 6.4亿吨。
(二)煤炭是能源安全的“压舱石”
能源安全稳定供应是一个国家安全的保障和强盛的基石。在国际能源博弈和地缘政治冲突不断加剧的背景下,煤炭依然是国家能源安全的“压舱石”,短期内没有资源能替代煤炭的兜底保障作用。应当深刻认识我国能源资源禀赋、经济 社会 发展要求和能源发展规律。2020年12月21日,国务院新闻办公室发布《新时代的中国能源发展》白皮书,明确提出推进煤炭安全智能绿色开发利用,努力建设集约、安全、高效、清洁的煤炭工业体系,煤炭仍然是我国最经济安全的能源资源。
煤炭具备适应我国能源需求变化的开发能力,具有开发利用的成本优势,煤炭清洁高效转化技术经过“技术示范”“升级示范”已趋于成熟,具备短期内形成大规模油气接续能力的基础,应当充分发挥煤炭在平衡能源品种中的作用,保障我国能源安全。
三、“双碳”目标下煤炭行业迎来高质量发展机遇
“双碳”目标对于煤炭行业既是巨大挑战,也是空前机遇。在挑战与机遇并存下,煤炭行业势必迎来新一轮技术升级和产业转型。煤炭行业由自动化向智能化、无人化迈进,由超低排放向近零排放、零排放迈进。可以预见的是,自2021年到2060年,煤炭在能源消费中的占比将逐步下降,由主体能源转变为基础能源,再由基础能源转变为保障能源,最后转变为支撑能源,也代表着我国煤炭行业将向着绿色智能的方向快速迈进。
(一)依托技术革新,向高质量高技术产业发展
当前煤炭行业正处于第四次煤炭技术革命时期,应当以此次技术革命为契机,推动煤炭产业向着数字化、智能化的新产业和新业态转型。“双碳”目标下,煤炭产量将回归合理规模,走高质量发展、高端发展之路,迈向更加重视生产、加工、储运、消费全过程安全、绿色、低碳、经济的存量时代,走优质、高效、洁净、低耗的能源可持续发展道路。
未来将有更多煤矿采用高效节能的技术和设备,着力建设碳中和示范矿区引领工程,开展余热、余压、节水、节材等综合利用节能项目,持续优化煤炭开发利用工艺、技术和系统性管理,提高煤炭资源开发利用效率。
逐步将煤矿开采由机械化、自动化向数字化升级,打造采掘智能化、井下无人化、地面无煤化,最大限度地减少采煤过程对生态环境的破坏。聚焦“绿色开采、清洁利用、生态治理”的产业方向,构建实时透明的煤矿采运、洗选、治理等数据链条,不断优化智慧决策模型,建设现代化煤炭经济体系,将数字技术融入到煤炭资源的开发、加工、利用全产业链,全面提升煤炭的管理治理水平和综合利用效率。最终步入井下无人、地上无煤的煤炭工业5.0时代,实现深地原位利用,煤、电、气、热、水、油实现一体化供应,以及太阳能、风能、抽水蓄能与煤炭协同开发,基本实现近零排放。
(二)依托生态修复,打造绿色经济新的增长点
在淘汰落后产能的过程中,废弃矿区也在逐渐增加。可以通过矿区生态修复来增加生态碳汇。未来亟需开展全生命周期矿山生态修复理论与技术链,重点包括减沉保水协调开采、充填开采、土壤修复与生物多样性恢复关键技术等。选择适应性强、生长良好的树种和草种进行造林绿化,通过“地貌重塑、土壤重构、植被重建、景观重现、生物多样性重组与保护”工程技术对矿区损毁土地进行修复,改善土壤理化性质,创造新的经济效益,提高土壤碳截获能力,增加植物碳储量。
矿井空间包括矿区地面空间和地下空间。数据显示,我国煤矿塌陷区面积超过两万平方公里,井下空间体积超过156亿立方米,空间利用潜力巨大。例如,以发展煤基综合能源基地为目标,矿井地面空间利用包括发展风、光电站;井下空间利用包括开发抽水蓄能电站、化学储能、地热能开发、二氧化碳封存等。当前矿井空间初步开发,仅包括建设地面光伏电站、井下博览馆等,未来可利用矿井空间发展可再生能源、现代农业、现代医疗等。预计到2030年,我国关闭或废弃矿井将达到1.5万处,大量土地资源被闲置。而与此同时,随着我国光伏产业发展迅猛,可利用建设光伏电站的土地愈发紧缺。因而利用采矿沉陷区进行光伏电站建设,把光伏发电和矿山生态治理相结合,既能解决土地资源有效利用问题,又对生态环境治理具有积极意义。
(三)依托多能互补,建设高效、绿色、经济的综合能源基地
煤炭与可再生能源具有良好的互补性。煤炭与可再生能源在燃烧和化学转化方面的耦合,逐步形成模式,突破了一系列技术难点,为煤炭与可再生能源深度耦合提供了良好基础。同时,煤矿区具有发展可再生能源的先天优势,除了丰富的煤炭资源外,还有大量的土地、风、光等其他资源,采煤沉陷区可为燃煤发电和风光发电深度耦合提供土地资源。煤矿井巷和采空区形成的地下空间,可用于抽水蓄能、井下碳吸附和碳储存、地热能等开发利用。
煤炭企业具备主动发展新能源的条件,可以充分发挥煤矿区优势,以煤电为核心,与太阳能发电、风电协同发展,构建多能互补的清洁能源系统,将煤矿区建设成为地面-井下一体化的风、光、电、热、气多元协同的综合能源基地。
四、结语
立足我国能源资源条件和经济 社会 发展需求,对标“双碳”目标实现,依托 科技 创新和系统性变革,通过高效转化和循环利用,煤炭将更多用于生产煤基高端化工品和碳材料等精品;通过与可再生能源等多元互补,煤矿将成为现代能源供应系统基地;通过充分利用煤矿区地面地下空间和资源,煤矿区将成为清洁能源生产基地;煤炭企业将成为新能源开发的参与者、煤基高端材料和高价值产品的引领者。
财经新闻精选
农业农村部:种业提质 加强核心关键技术攻关
国新办22日就全面推进乡村振兴加快农业农村现代化有关情况举行发布会。农业农村部部长唐仁健表示,今年中央一号文件包括5个部分26条,主要内容可以概括为“两个决不能,两个开好局起好步,一个全面加强”。唐仁健表示,可以非常负责任地告诉大家,中国的粮食安全是完全有保障的,我们有能力端牢自己的饭碗。农业农村部将着力种业提质,加强核心关键技术攻关。
来源:第一财经
监管拟对专项债项目实施穿透式监测 涉及四大内容
近期监管部门下发通知,要求通过完善信息化手段,对专项债项目实行穿透式监测,主要监测项目准备情况、项目建设情况、项目运营情况、项目专项收入情况。
来源:21世纪经济报道
2021年国内旅游人数预计达41亿人次 出入境旅游下半年有望启动
2021年2月22日下午,中国旅游研究院发布了《2020年旅游经济运行分析与2021年发展预测》研究报告。文化和旅游部数据中心统计调查所所长马仪亮指出,2021年旅游经济将从全面复工复业走向消费、投资全面复苏,大众旅游新需求、智慧旅游新业态推进产业迭代和服务升级,全年发展预期相对乐观。
尽管旅游业在2020年受到巨大的冲击,“有理由对2021年旅游经济运行持相对乐观的预期,对推进旅游业高质量发展充满信心。”马仪亮预计,2021年国内旅游人数41亿人次,国内旅游收入3.3万亿元,分别比上年增长42%和48%。在新冠疫苗普及较为顺利,疫苗有效性相对乐观的情况下,入出境旅游市场有望在下半年有序启动。
来源:21世纪经济报道
国家信息中心:未来五年我国共享经济年均增速将保持在10%以上
国家信息中心正式发布《中国共享经济发展报告(2021)》。报告认为,从发展趋势上看,在2020年共享经济增速因疫情影响而出现显著回落的情况下,考虑到宏观经济可能出现的强劲复苏,预计2021年增速将有较大回升,有望达到10%-15%;未来五年,我国共享经济年均增速将保持在10%以上。
来源:界面新闻
我国渤海再获亿吨级油气发现
中国海油今天(2月22日)宣布,渤海油田渤中13-2-2井发现约346米厚的油层。经测试,该井平均日产原油约300吨、天然气约15万立方米,油藏具有轻质、优质的特点。这是继渤中19-6获千亿方气田之后,我国在渤海再获亿吨级大型油气发现。
来源:央视网(新闻联播)
(投资顾问 蔡 劲 注册投资顾问证书编号: S0260611090020)
市场热点聚焦
市场点评:抱团股集体下挫,周期股继续表现活跃
周一两市大盘指数震荡调整,市场总成交金额比前一交易日明显放大。具体来看,截至收盘沪指下跌1.45%,收报3642.44点,深成指下跌3.07%,收报15337.0点,创业板下跌4.47%,收报3138.67点。
盘面上看,钢铁、有色、煤炭石油等周期股表现活跃,涨幅居前,白酒股以及一线蓝筹股则表现不佳。市场出现风格切换,前期抱团的一线蓝筹股连续走弱,小盘股表现相对较强。从走势上看,创业板指数已出现双顶的形态,后市上证指数的表现会强于创业板,近期机构有调仓换股的迹象,日内波动较为剧烈。预计市场会延续震荡分化的格局。
操作上,仓位建议保持在7成左右;机会上,关注银行股、有色、化工等周期股,以及业绩向好的个股。
(投资顾问 余德超 注册投资顾问证书编号:S0260613080021)
宏观视点:国务院:提升可再生能源利用比例 大力推动风电、光伏发电发展
国务院发布关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见。意见提出,提升可再生能源利用比例,大力推动风电、光伏发电发展,因地制宜发展水能、地热能、海洋能、氢能、生物质能、光热发电。加快大容量储能技术研发推广,提升电网汇集和外送能力。增加农村清洁能源供应,推动农村发展生物质能。促进燃煤清洁高效开发转化利用,继续提升大容量、高参数、低污染煤电机组占煤电装机比例。
来源:界面新闻
点评:国务院发布的关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见,提出了要提升可再生能源利用比例,大力推动风电、光伏发电发展。这给相关行业个股带来确定性政策利好,但光伏、风电等板块个股已累积上涨较长时间,积累了较丰厚的获利盘,即便此时出台相关政策利好,也非介入良机,不建议追涨参与。
(投资顾问 蔡 劲 注册投资顾问证书编号: S0260611090020)
化工板块:化工产品价格持续上涨
本周WTI油价下跌0.39%,为59.24美元/桶。乙二醇上涨12.9%、醋酸上涨5.9%、电石法pvc上涨5.7%、乙烯法上涨3.6%、粘胶上涨5.1%;烧碱下跌3.4%,DMF下跌1.2%本周涨幅前五子行业:辛醇(33.7%)、正丁醇(31.9%)、DOP(31.0%)、PBT(25.0%)、醋酸酐(21.4%)。
基础化工板块较上周上涨2.04%,沪深300指数较上周下跌0.5%。基础化工板块跑赢大盘2.54个百分点,涨幅居于所有板块第14位。据申万分类,基础化工子行业涨幅较大的有:合成革17.34%,粘胶12.09%,氯碱12.04%,纯碱9.93%,炭黑8.35%。
来源:天风证券研报
点评:疫情影响逐渐消除,经济复苏有较好的预期,化工品价格普涨,看好传统旺季行情,建议关注化工各细分领域的龙头,如PVC、氨纶、醋酸等。
(投资顾问 余德超 注册投资顾问证书编号:S0260613080021)
新股申购提示
顺控发展申购代码003039,申购价格5.86元
重点个股推荐
参见《早盘视点》完整版(按月定制路径:发现-资讯-资讯产品-资讯-早盘视点;单篇定制路径:发现-金牌鉴股-早盘视点)
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