摘要：為了減少冬季燃煤污染、改善空氣質(zhì)量，我國北方許多城市開始推廣“煤改氣”“煤改電”，一系列政策補(bǔ)貼也相應(yīng)出爐，電取暖獲得新的市場機(jī)遇。石墨烯是一種較好的電發(fā)熱材料，但由于市場混亂、客戶認(rèn)可度、產(chǎn)品質(zhì)量等問題，一直以來未大范圍推廣?，F(xiàn)今煤改電市場突飛猛進(jìn)，政府對石墨烯電采暖新興產(chǎn)品持積極態(tài)度，給予準(zhǔn)入機(jī)會，短期市場機(jī)會看好，長期需看產(chǎn)品能否經(jīng)受市場考驗。


 

一、電取暖市場空間

1.我國北方取暖現(xiàn)狀

2017年12月，十部委聯(lián)合發(fā)布《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃（2017-2021）》及《北方重點地區(qū)冬季清潔供暖“煤改氣”氣源保障總體方案》?！兑?guī)劃》提出，至2019年，北方地區(qū)清潔取暖率達(dá)到50%，2021年達(dá)到70%。按照規(guī)劃，北方清潔供暖面積5年需要增長108%，5年復(fù)合增速16%。《規(guī)劃》對“2+26”重點城市提出率先實現(xiàn)清潔取暖的高要求，至2021年，城市城區(qū)全部實現(xiàn)清潔取暖，縣城和城鄉(xiāng)結(jié)合部清潔取暖率達(dá)到80%以上，農(nóng)村地區(qū)清潔取暖率60%以上。

目前農(nóng)村清潔取暖主要方式:一是電代煤。包括傳統(tǒng)的即熱式空調(diào)、電暖器、電鍋爐、空氣源熱泵等，以及新興的蓄熱式電暖器、電鍋爐、地埋電熱膜和碳纖維電熱板等，除熱泵以電為動力、耗電少外，其他均為電能轉(zhuǎn)化成熱能、電負(fù)荷高，推廣規(guī)模受電力電網(wǎng)制約。二是氣代煤。主要是燃?xì)?a href="http://bhzvouv.cn" target="_blank" class="autolink">鍋爐、戶用壁掛爐等。由于氣代煤可同步滿足炊事、取暖和用水等需求，且建設(shè)周期短、投資相對小，易于被接受。三是新型供暖取暖。利用新能源、新技術(shù)、新模式的分布式供暖和分散式取暖，包括地?zé)?、生物質(zhì)、醇葵燃料和光熱+等方式，普遍運(yùn)行成本低、可持續(xù)。另外，光熱+的熱能主要來自太陽能，用電或用氣作為輔助熱源只是少量補(bǔ)充。

截至2016 年底，我國北方地區(qū)城鄉(xiāng)建筑取暖總面積約206 億平方米。其中，城鎮(zhèn)建筑取暖面積141 億平方米，農(nóng)村建筑取暖面積65 億平方米。“2+26”城市城鄉(xiāng)建筑取暖面積約50億平方米。我國北方地區(qū)取暖使用能源以燃煤為主，燃煤取暖面積約占總?cè)∨娣e的83%，天然氣、電、地?zé)崮?、生物質(zhì)能、太陽能、工業(yè)余熱等合計約占17%。取暖用煤年消耗約4 億噸標(biāo)煤，其中散燒煤約2 億噸標(biāo)煤，主要分布在農(nóng)村地區(qū)。北方整體清潔取暖率34%：天然氣供暖占比11%，22億平方米；電供暖占比2%，4億平方米；可再生能源占比4%，8億平方米（地?zé)?億、生物質(zhì)2億、工業(yè)余熱1億）；清潔燃煤集中供暖（實現(xiàn)超低排放）17%，35億平方米。

 

2.電取暖現(xiàn)狀及市場空間

電供暖方面，政府提出，以“2+26”城市為重點，在熱力管網(wǎng)覆蓋不到的區(qū)域，推廣碳晶、石墨烯發(fā)熱器件、電熱膜、蓄熱電暖器等分散式電供暖，科學(xué)發(fā)展集中電鍋爐供暖，鼓勵利用低谷電力，有效提升電能占終端能源消費(fèi)比重。到2021 年，電供暖（含熱泵）面積達(dá)到15 億平方米，其中分散式電供暖7億平方米，電鍋爐供暖3 億平方米，熱泵供暖5 億平方米。城鎮(zhèn)電供暖10 億平方米，農(nóng)村5 億平方米。電供暖帶動新增電量消費(fèi)1100 億千瓦時。

    圖：各種清潔熱源2017-2021規(guī)劃供熱面積及5年復(fù)合增速（億平方米）


       在北方地區(qū)，獨(dú)立供暖已經(jīng)成為集中供暖的有利補(bǔ)充和替代；京津冀地區(qū)及全國對與防治大氣污染的需求，京津冀及周邊地區(qū)5年內(nèi)將強(qiáng)力推行削減“燃煤”的行動，這將在城鎮(zhèn)居民以及農(nóng)村居民原來分散燃煤供暖領(lǐng)域中，形成了一個特殊的燃?xì)饣蛴秒姷姆稚⒐┡瘎傂孕枨笫袌?。?jù)保守的估計，規(guī)模將超過500萬戶。而南方地區(qū)，受惡劣天氣影響，居民生活水平的提高，獨(dú)立供暖的關(guān)注度顯著提高。2017年獨(dú)立采暖市場規(guī)模預(yù)計620億，電采暖預(yù)計達(dá)280億，電采暖約占45%。


表：電供暖發(fā)展路線及適用條件
 

分散式電供暖：適合非連續(xù)性供暖的學(xué)校、部隊、辦公樓等場所，也適用于集中供熱管網(wǎng)、燃?xì)夤芫W(wǎng)無法覆蓋的老舊城區(qū)、城鄉(xiāng)結(jié)合部、農(nóng)村或生態(tài)要求較高區(qū)域的居民住宅。

電鍋爐供暖：應(yīng)配套蓄熱設(shè)施，適合可再生能源消納壓力較大，棄風(fēng)、棄光問題嚴(yán)重，電網(wǎng)調(diào)峰需求較大的地區(qū)，可用于單體建筑或小型區(qū)域供熱。

空氣源熱泵：對冬季室外最低氣溫有一定要求（一般高于-5℃），適宜作為集中供熱的補(bǔ)充，承擔(dān)單體建筑或小型區(qū)域供熱（冷），也可用于分戶取暖。

水源熱泵：適用于水量、水溫、水質(zhì)等條件適宜的區(qū)域。優(yōu)先利用城鎮(zhèn)污水資源，發(fā)展污水源熱泵，對于海水或者湖水資源豐富地區(qū)根據(jù)水溫等情況適當(dāng)發(fā)展。對于有冷熱需求的建筑可兼顧夏季制冷。適宜作為集中供熱的補(bǔ)充，承擔(dān)單體建筑或小型區(qū)域供熱（冷）。

地源熱泵：適宜于地質(zhì)條件良好，冬季供暖與夏季制冷基本平衡，易于埋管的建筑或區(qū)域，承擔(dān)單體建筑或小型區(qū)域供熱（冷）。
 

 

二、石墨烯在電熱領(lǐng)域應(yīng)用

1.電熱膜種類及特點

電熱膜制熱原理是產(chǎn)品在電場的作用下，發(fā)熱體中的碳分子團(tuán)產(chǎn)生“布朗運(yùn)動”，碳分子之間發(fā)生劇烈的摩擦和撞擊，產(chǎn)生的熱能以遠(yuǎn)紅外輻射和對流的形式對外傳遞，其電能與熱能的轉(zhuǎn)換率高達(dá)98%以上。電熱膜供暖系統(tǒng)是區(qū)別于以散熱器、空調(diào)、暖氣片為代表的點式供暖系統(tǒng)、以發(fā)熱電纜為代表的線式供暖系統(tǒng)。

據(jù)國家2011年出臺的《低溫輻射電熱膜》（JG/T286-2010）建筑工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，按發(fā)熱體的不同，低溫輻射電熱膜分為金屬基電熱膜、無機(jī)非金屬基電熱膜、高分子電熱膜三類。其中無機(jī)非金屬基電熱膜又分為“碳基油墨電熱膜”和“碳纖維電熱膜”兩類。市場上99%的電熱膜產(chǎn)品由金屬絲電熱膜、碳纖維電熱膜、碳晶板電熱膜、PTC陶瓷電熱膜、碳基油墨電熱膜占據(jù)。