2012年11月的一个冬夜,中国湖北省襄阳市欧庙镇黄龙观种场。
已经连续下了一周的绵绵细雨,空气格外潮湿。60岁的刘老汉挥动着关节肿大的手,招呼一家人围坐在木炭盆旁看电视。木炭盆上搭着一个木头做的四方架子,架子上是一块方方正正的棉被。这是襄樊当地,乃至中国南方世代相传的一种取暖方式。
如今,随着电取暖器和空调的普及,木炭取暖在中国南方逐渐消失。
“(电取暖器和空调)还是没有木炭的效果好。主要是南方没有暖气。”刘老汉早年间在北方打过工,他始终觉得南方用的电暖气太过干燥还特别耗电,空调更是因在潮湿气候里表现不佳而早早的被他舍弃。
刘老汉的小女儿手上拿着一个暖手宝。这是近年来刚刚开始流行的一种取暖器具,还是刘老汉在北京工作的儿子寄回来的。
由于没有暖气,中国南方的每一个冬季都是湿寒渗骨的,长冻疮、患风湿性关节炎的老年人明显多于北方。
不过,这一情况或许将随着德国图林根州HM散热器制造公司总经理克里斯蒂安·莫(Christian Muhr)的中国之行而有所改善。
“热电池的创意来源于暖手宝。” 50岁的克里斯蒂安·莫说。2012年11月23日,他带着负责法国市场业务的女儿瓦雷阿努·依奥阿娜来到北京,长安街旁北京饭店的一家咖啡厅里,几位中国市场的客户正等着他们。
亚麻发色的克里斯蒂安·莫有着中国人标准里的高大身板,说起话来却细声细气,以至于总要低低的倾一下腰,好像这样更加能够让人听清楚他低速的声音,为了尽可能解释明白热电池的原理,他特地带来了中德两位翻译。
自从30年前完成法律专业的学习后,克里斯蒂安·莫就一直在德国最大的家族企业里工作,这是一家从1962年开始就生产钢制散热器的公司。到了1994 年,在德国的丁根施塔特,克里斯蒂安·莫负责的专门从事高品质品牌散热器生产的HM散热器制造公司正式投产。至今,HM公司生产的散热器已经超过了500万组。
正是基于这样的基础,以盐作为存储介质来存储热量,由位于德国鲍茨内耳的Rawema Countererade产品研发公司和HM散热器制造公司共同开发研制,热电池被制造了出来。
之前在接受德国MDR电视台的采访时,克里斯蒂安·莫说,两年前,当热电池创意的发明者第一次来拜访他的时候,他的第一个反应就是,这可能又是一个疯狂的人来推销他疯狂的创意,并且要寻找一个疯狂的投资者。
但是双方接触后,对方的创意打动了他。
经过两年多的基础研究,目前热电池研发工作已经进入了最后的冲刺阶段。到2011 年底,产品和制造技术将为批量生产做好准备。在Rawema 公司总经理安德利亚斯·高尔普斯看来,热电池有着巨大的潜能:“热电池处于一个充满希望的发展开端,就相当于80年代初的风涡轮机。”
“塑料暖手包里装的是液态盐和一个金属片。只要捏一下金属片,液态盐就开始了晶体化的过程。这时候,热手包的温度就开始上升,达到56 ℃。等到完全冷却后,热手包里的盐就变成了固体。如果我们把它放进沸水加热,热手包里的盐就又变成了液体,直到再次捏动金属片,发出释放热能的指令为止,它会一直以液体的形态存在。”克里斯蒂安·莫说。
实际上,这种储存并释放热量的原理,并非新的创意。但是长期以来一直无法解决的问题是,如何有效地储存热能,又如何最大化地发挥这种热能的效用。
按照HM公司的研究,热电池由热源、一个可变数目的潜热储存、控制单元和热交换器构成。研发者最终的理想构想是,既要有足够的能源可用,又要避免在热量的储存方面使用化石能源。
如果用热电池同蓄电池做一个比较,那么,蓄电池是用来蓄电放电,循环往复;而热电池是用来储热放热,循环往复。二者的工作过程大致相同,都是摄入能量,放出能量,但是一个摄入放出的是电能,另一个摄入放出的是热能。在这个意义上来讲,热电池和电毫无关系。我们所说的给热电池充电,其实就是指把热能储存在热电池里面。
“在日照充足的日子里,太阳能所产生的能量远远大于我们的需求。同样,风能也会产生过剩的能源。甚至热电厂、工厂、垃圾焚烧厂等。在夏季,因为供大于求,所以大量的余热都被白白浪费掉了。热电池最大的优势就在于,它可以把这些过剩的热能储存起来,一直到我们需要它的时候,再把它释放出来,用它来加热暖气或者生活用的热水。”
克里斯蒂安·莫拿出随身带的ipad,打开图画板,用红、黑、绿三种颜色标注着储能释放的过程:“全年供热过程可分为3个阶段。第一阶段(5 月1 日至11 月15 日):太阳能集热器提供所需要的热量和热水,并给潜热储存装置储存能量。到本阶段结束时,储存装置至少可以蓄满95%的能量;第二阶段(11 月15 日至3 月15 日):所需要的热量将由潜热储存提供(每个储存罐约10 千瓦/小时)。其中,一部分热水和供暖来自太阳能集热器和不间歇地充蓄能量的潜热储存。在一般情况下,能量需求量约为20 千瓦时/天,假如冬季长期没有日照,有可能需要在本阶段的末期使用增强功能;第三阶段(3 月15 日至4 月30 日):热量需求和热水可以通过太阳能集热器和潜热储存共同提供。”