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动态冰蓄冷技术的节能“本领”
作者:王玲 发表时间:2014年08月13日

  

  

  在2003年被“百人计划”引进到中国科学院广州能源研究所之前,冯自平博士先后在日本京都大学原子能工程系、日本工业技术研究院、日本大金工业株式会社从事节能技术的研发工作,日本举国上下强烈的节能环保意识和广泛的节能技术应用给他留下了颇为深刻的印象。与之形成鲜明对比的是,中国作为能源消耗大国,节能减排的空间巨大,节能技术的应用却并不尽如人意。冯自平希望能把自己研发的技术,尤其是动态冰蓄冷技术真正推向中国的市场,为国家的节能减排做一点切实的事情。

  最近,《高科技与产业化》杂志专访了冯自平研究员,听他讲述了自己率领团队进行节能技术产业化的历程。采访中他也坦言,中国节能减排技术产业的进一步发展壮大有赖于能源价格市场化机制的确立。

  本刊记者:您长期致力于工业节能技术的研发和应用,尤其是动态冰蓄冷空调系统,您是如何想到开发这个技术的?

  冯自平:动态冰蓄冷技术研发的初衷是实现电力负荷的移峰填谷。我们知道一天中电能的使用有高峰有低谷,为了保证电力供应,电厂必须依照用电最高峰来设计建设,这个高峰大概发生在14点左右,到了夜间的用电低谷时段,电厂不得不参与调峰,因此会造成能源的浪费。动态冰蓄冷技术的基本原理就是利用夜间的低谷电力制冰,在白天用冷高峰期释放冷量,由此实现电力负荷的移峰填谷。另外,由于夜间温度较白天要低,因此空调制冷的效率更高,实际上空调的整体用电量是减少的,也就是减少了电能的消耗。

  本刊记者:冰蓄冷技术还有其他形式吗?目前的应用情况怎么样?

  冯自平:冰蓄冷技术在一些发达国家应用比较普遍,国际上冰蓄冷系统主要包括静态蓄冰(比如冰球、盘管等)和动态蓄冰(比如冰浆)两种形式。国内的冰蓄冷技术主要是盘管和冰球两种形式,这两种技术的主要缺点是占地面积大、蓄冷能效低、融冰速度慢,导致技术推行过程中出现了困难。

  本刊记者:您的团队研发的技术有什么优势?

  冯自平:我们在热交换器过冷却堵塞、超声波促晶,以及高效融冰等关键技术突破的基础上,研制成功了动态冰蓄冷技术,并申请了3项发明专利,此前只有日本和加拿大掌握这项技术。实践证明,我们的动态冰蓄冷技术不仅能效高于其他蓄冰技术,制冰过程的耗电量减少大概15%,而且具有占地面积小、场地适应性强、融冰速度快等优点。举例来说,在大礼堂集会活动时,人体发热量大,需要空调的制冷功率马上加大,如果是冰球或者盘管冰融化往往比较慢,而动态冰蓄冷,由于介质是可以流动的冰砂,融化要容易很多,因此可以迅速响应温度的变化。另外,由于我们的系统占地面积相对以往的蓄冰系统要小,不需要为其建设专门的场地,只要放在地下室就可以了。

  本刊记者:动态冰蓄冷技术除了可以应用在中央空调,还有哪些应用场景?

  冯自平:动态冰蓄冷技术主要应用于各种中央空调、食品加工、化工、建筑等行业。除了我刚才提到的礼堂,在工业的电子器件制造超净间、生物制造的洁净产房等都能用到。还有食品生产工艺制冷,比如将牛奶加热到100℃消毒后需要迅速冷却也可以用到这种技术。

  本刊记者:动态冰蓄冷技术推广顺利吗?有没有遇到一些困难?

  冯自平:其实,几乎任何一项新技术要被市场接受在开始时都不太容易。我2003年回国开始研发这个技术,2009年技术成熟,成立公司开始走市场化道路。最初由于新技术没有成功案例,大家都不愿意冒险尝试。后来我们说服佛山火炬中心的领导,才有了第一个成功应用的实例。但这也不代表后面就一帆风顺,很多潜在客户任凭我们磨破了嘴皮子也不愿意来考察一下我们的技术,90%的人都拒绝了我们的请求。好在我们并没有气馁,而且坚持下来了,局面慢慢开始打开。截至2013年,我们一共建成18个动态冰蓄冷示范工程,还累积了大量的订户。目前我们团队有18个职工,是一支比较精干的团队,也很齐心。我想这跟我们一开始的定位就是接近市场,产品有市场前景是密不可分的。

  本刊记者:您曾经在日本工作过,也看到包括冰蓄冷在内的节能减排技术在日本应用很广泛,和日本相比,中国在节能技术应用方面的差距有多大?

  冯自平:假设中国目前的节能技术应用水平相当于徒步跋涉,那日本的水平则相当于太空漫步。其实节能技术的研发在中国并不存在很大的问题,关键在于日本的每个人都有强烈的节能意识。

  一般来说,客户采用节能技术短期内都会增加成本,如果不能很快收回成本,带来看得见的收益,中国企业往往不会采用。对中国企业来说,允许2~3年之后才见到成效,已经算是比较长的时间了,而日本的企业即使7~8年收回期也愿意干,在中国目前来看似乎是不可能的。

  本刊记者:目前中国正面临产业结构调整和产业升级的巨大挑战和机遇,对于工业节能技术的发展和应用来说,有什么样的意义?

  冯自平:政策的制定和大环境的改变对节能技术研发和应用来说应该有一定的促进作用。但要想满足节能和产业升级的要求,就会增加前期的技术投入成本和人力成本,可能会面临一定的阻力。因为目前来看大多数企业没有很强的节能意识和动力,当然在一些地区建立了节能监查中心,可以在一定程度上刺激企业采用节能减排技术。

  本刊记者:你认为中国节能减排产业的发展还有赖于哪些条件的完善?

  冯自平:中国的用能成本总体来说还是偏低,政府主导的电价定价偏低,导致企业猛用电,发电厂猛发电,不仅导致很大的环保压力、而且使得用能企业没有足够的积极性去节能。

  我觉得可以考虑从以下三个方面来促进节能减排产业的发展:首先,政府要制定比较合理的能源价格政策,能源价格要基于市场进行调控;第二,要加强节能科普,增强企业和大众的节能意识;第三,在技术的研发方面一定要结合市场需求,有的放矢,不能闭门造车。相信这些如果都能到位的话,应该会有大量的节能技术涌现出来,并培育出强大的市场需求。

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