什么叫石墨烯電發(fā)熱膜？

簡單的說，電熱膜就是一種通電后能發(fā)熱的薄膜。電熱膜主要有金屬基電熱膜、無機非金屬基電熱膜、高分子電熱膜三類，它是由電絕緣材料與封裝其內的發(fā)熱電阻材料組成的平面型發(fā)熱元件。其中無機非金屬基電熱膜主要有金屬絲電熱膜、碳纖維電熱膜、碳晶電熱膜、PTC陶瓷電熱膜、碳基油墨電熱膜以及最近比較火熱的石墨烯發(fā)熱膜。

石墨烯加熱膜采用二維原子晶體-石墨烯來發(fā)熱。石墨烯是一層密集的、包裹在蜂巢晶體點陣上的碳原子，厚度僅有0.34nm。石墨烯具有許多優(yōu)異的特性，比如高的機械強度（楊氏模量高達1TPa）、良好的導電（電阻率僅10-6Ω.cm）、導熱性（導熱系數高達5300W/）、高的飽和電流密度（可承受1-2億A/cm2的電流度）及大的比表面積（理論高達2630m2/g）。由石墨烯制成的加熱膜具有加熱快、散熱快，穩(wěn)定性好等優(yōu)點。

由石墨烯制成的加熱膜與傳統(tǒng)取暖方式相比，不僅加熱速度快（1min內達到穩(wěn)定工作溫度，而傳統(tǒng)取暖如油汀需要20min才能達到穩(wěn)定溫度）；電熱輻射轉換效率高（電熱輻射轉換效率達80%以上），與傳統(tǒng)取暖方式相比可節(jié)能省電；而且石墨烯加熱膜是整個面加熱，溫度均勻分布；最重要的是，石墨烯加熱膜與某些對人體有害輻射的取暖方式相比是安全的，石墨烯加熱膜的加熱方式主要靠輻射加熱，會產生遠紅外輻射，具有良好的醫(yī)療、理療作用。

目前石墨烯電熱膜加工工藝，通常有：

1、將石墨烯發(fā)熱膜直接成型在基材上，例如將石墨烯和成膜物質混合成漿料后，涂覆（噴涂、輥涂、絲網印刷等等）在基材上，進行干燥成膜，這類膜一般為黑色或者灰黑色。

2、采用化學氣相沉積生長出來的單層碳原子，透明的CVD法石墨烯電熱膜。

無機非金屬基發(fā)熱膜對比

碳纖維發(fā)熱膜

性能：1、安全性差，易燃燒2、內部纖維絲易折斷3、溫度不均衡，難以控制，壓降明顯4、不防水5、不耐酸堿6、耐蠕變性差

碳纖維，是一種含碳量在95%以上的纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維發(fā)熱體的發(fā)熱基材是由聚丙稀腈和粘膠基碳纖維經特殊工藝復合而成。它的優(yōu)點是質輕，柔軟，與人體貼合度較好。但是缺點也是很明顯，不耐折，易發(fā)生過熱而起火。

碳晶發(fā)熱膜

這種發(fā)熱膜最早興起于韓國，因其制備成本低，在國內較為火熱，但是其缺點也是顯著。

性能：1、易老化，熱效率衰減嚴重2、碳素顆粒與粘合劑易脫層3、釋放有害氣體4、電壓擊穿漏電風險5、壽命短

碳晶就是以碳素顆?；蚨烫祭w維為導電材料，加入粘合劑壓制而成的一種板材。這種電熱膜自上市以來就備受爭議已久。其耐用性也面臨考驗。碳晶顆粒的尺寸為納米級別，復合發(fā)熱膜在工作過程中，碳晶顆粒會發(fā)生遷移，這將導致其發(fā)熱功率不穩(wěn)贏，影響其使用效果和使用壽命。

CVD法石墨烯發(fā)熱膜

性能：1、柔性透明2、成本本高、不耐彎折、容易受紫外線影響3、不能連續(xù)化、大尺寸的進行生產。

通過化學氣相沉積生長出來的單層碳原子，其特征是透明，但是由于其特殊的制備工藝，對技術要求較高，因此成本較高。目前受技術限制，大尺寸、連續(xù)化生產發(fā)熱膜也無法實現(xiàn)，這也是很多研究學者主攻的方向。

石墨烯/高分子電熱復合膜

簡單來說就是石墨烯摻雜到高分子樹脂中，形成穩(wěn)定的涂料，然后選擇特定的涂膜工藝，在基材上成膜。這種膜易于工業(yè)化連續(xù)生產且成本較低，可以用于電發(fā)熱地板、發(fā)熱墻紙、發(fā)熱畫、地暖、發(fā)熱瓷磚等等。

由于石墨烯特殊的結構以及優(yōu)異的導電性能，能夠與基體樹脂牢固的結合且發(fā)熱效果極佳，具有穩(wěn)定的功率以及很長的使用壽命。

煤改電能給石墨烯電發(fā)熱膜帶來哪些機遇？

南方還是溫熱天氣的時候，北方已經即將步入寒冷的冬季。在炎熱的夏季不少小伙伴們紛紛表示我這條命是空調給的。在北方寒冷的季節(jié)，暖---必不可少。在過去，北方供暖主要靠燒煤，但對環(huán)境造成很大的污染。為了整治環(huán)境污染，最近國家環(huán)保部門也是非常的嚴格，不少企業(yè)小伙伴們表示環(huán)保差的太嚴了，沒活路了。在北方供暖方面，國家也出了新政。

一、支持方式

中央財政支持試點城市推進清潔方式取暖替代散煤燃燒取暖，并同步開展既有建筑節(jié)能改造，鼓勵地方政府創(chuàng)新體制機制、完善政策措施，引導企業(yè)和社會加大資金投入，實現(xiàn)試點地區(qū)散燒煤供暖全部“銷號”和清潔替代，形成示范帶動效應。

試點示范期為三年，中央財政獎補資金標準根據城市規(guī)模分檔確定，直轄市每年安排10億元，省會城市每年安排7億元，地級城市每年安排5億元。

二、試點城市選擇

采取地方自愿申報、競爭性評審方式確定試點城市。申報試點的城市按三年滾動預算要求編制實施方案，并由省級財政、住房城鄉(xiāng)建設、環(huán)保、發(fā)展改革（能源）主管部門聯(lián)合向財政部、住房城鄉(xiāng)建設部、環(huán)保部、國家能源局（以下簡稱“四部門”）申報，具體申報指南見附件。四部門對申報城市進行資格審核，對通過資格審核的城市，將組織公開答辯，由專家進行現(xiàn)場評審，現(xiàn)場公布評審結果。

試點工作將重點支持京津冀及周邊地區(qū)大氣污染傳輸通道“2+26”城市，優(yōu)先支持工作基礎好、資金落實到位、計劃目標明確、工作機制創(chuàng)新較為突出的城市。（注：重點城市：京津冀大氣污染傳輸通道包括北京市，天津市，河北省石家莊、唐山、廊坊、保定、滄州、衡水、邢臺、邯鄲市，山西省太原、陽泉、長治、晉城市，山東省濟南、淄博、濟寧、德州、聊城、濱州、菏澤市，河南省鄭州、開封、安陽、鶴壁、新鄉(xiāng)、焦作、濮陽市，簡稱“2+26”城市。其他城市：陜西西安，山西太原，湖北，江蘇連云港等。）

三、改造范圍和內容

試點城市應因地制宜，多措并舉，重點針對城區(qū)及城郊，積極帶動農村地區(qū)，從“熱源側”和“用戶側”兩方面實施清潔取暖改造，盡快形成“企業(yè)為主、政府推動、居民可承受”的清潔取暖模式，為其他地區(qū)提供可復制、可推廣的范本。一是加快熱源端清潔化改造，重點圍繞解決散煤燃燒問題，按照“集中為主，分散為輔”、“宜氣則氣，宜電則電”原則，推進燃煤供暖設施清潔化改造，推廣熱泵、燃氣鍋爐、電鍋爐、分散式電（燃氣）等取暖，因地制宜推廣地熱能、空氣熱能、太陽能、生物質能等可再生能源分布式、多能互補應用的新型取暖模式。二是推進用戶端建筑能效提升，嚴格執(zhí)行建筑節(jié)能標準，實施既有建筑節(jié)能改造，積極推動超低能耗建筑建設，推進供熱計量收費。具體改造內容由試點城市自主確定。

各地煤改電政策以及市場規(guī)模如何？

北京：

《2017年農村地區(qū)冬季清潔取暖工作實施方案》

由市財政對取暖設備購置費用給予一次性補貼。其中500戶以下的村莊補貼1.2萬元，500戶(含)以上的村莊補貼2.4萬元，區(qū)財政可給予適當補貼。同時，執(zhí)行農村地區(qū)村莊內住戶“煤改清潔能源”相關氣價、電價補貼政策。

《北京市電采暖低谷用電優(yōu)惠辦法》

電采暖用戶每年從11月1日起至次年3月31日止享受低谷用電優(yōu)惠;低谷優(yōu)惠時段為晚23:00至次日早7:00。在低谷優(yōu)惠時段內，不區(qū)分用電性質、供熱對象，一律按0.2元/千瓦時計費。

天津：

采暖設備購置及安裝補貼費用由財政100%承擔，室內暖氣管與暖氣片購置與安裝費用由農戶承擔。對實施“煤改電”的農村住戶，每個取暖季每戶補貼不超過2000元。區(qū)里正在向市發(fā)改委爭取享受峰谷電價。對于低保戶、五保戶，在享受以上政策補貼外，根據實際情況，一戶一議，再給予一定補貼。

河北：

《2017年農村清潔能源開發(fā)利用工程建設推進方案》

在電力保障、住宅保溫條件較好的農戶，擴大碳纖維電采暖、電采暖鍋爐、空氣源采暖使用規(guī)模，每戶補貼2700元。

山東：

《山東省煤炭消費減量替代工作方案》

電采暖客戶享有一定電價優(yōu)惠政策，采暖季月用電量超出400度達到階梯電價第三檔的，繼續(xù)執(zhí)行第二檔電價0.5969元/度，也就是每度電享受0.3元的優(yōu)惠。

河南：

《關于我省電能替代工作實施方案(2017—2020年)》

政府確定的農村“煤改電”試點用戶，以及安裝節(jié)能電采暖設施的城鎮(zhèn)居民用戶，開展設備一次性補助和運行補貼;對實施電能替代的工商業(yè)用戶，以電能替代電量電費中征收的城市公用事業(yè)附加費為限給予支持。

新疆：

電采暖供熱電費優(yōu)惠

烏魯木齊試點工程增加的電源配套(包括高壓專線、變壓器、低壓電線、配電盤、分戶計量裝置等)投資給予50元/㎡補貼;對試點示范電采暖項目減免城市基礎設施配套費，已征收的返還該費用;對實施電熱采暖的用戶電價給予優(yōu)惠：高峰4個小時0.531元/kW·h、平段10個小時0.361元/kW·h、低谷10個小時0.279元/kW·h。

內蒙古：

《內蒙古電采暖低谷用電優(yōu)惠辦法》

蓄能式電采暖設備、熱泵系統(tǒng)、電熱鍋爐、電熱膜、發(fā)熱電纜、普通電暖器等非低谷優(yōu)惠時段0.44元/千瓦時，低谷優(yōu)惠時段0.2元/千瓦時。

甘肅：

關于集中式電采暖(制冷)用電電價有關問題的通知

居民、企事業(yè)單位集中式電采暖(制冷)用電銷售電價，不滿1千伏，平段0.525，低谷0.268;滿1千伏，平段0.515，低谷0.2634。商業(yè)單位集中式電采暖(制冷)用電銷售電價，不滿1千伏平段0.8027，低谷0.4126;1千伏到10千伏平段0.7927，低谷0.4076;10千伏以上平段0.7827，低谷0.4026.(單位：元/千瓦時)

吉林：

吉林省人民政府辦公室關于印發(fā)吉林省電采暖試點工作方案的通知

單戶式居民客戶：已采用電鍋爐或電采暖取暖的居民客戶，電價仍按現(xiàn)行規(guī)定執(zhí)行峰谷時段電價，峰時(8:00—21:00)電價為每千瓦時0.562元、谷時(21:00—次日8:00)電價為每千瓦時0.329元。

非居民客戶(含集中式居民電采暖客戶)：1千伏以下客戶用電每千瓦時0.5424元，1千伏及以上客戶用電每千瓦時0.5324元。

遼寧：

關于煤改電供暖項目到戶電價的通知

居民電供暖到戶電價為：谷段0.2798元/千瓦時;平段0.4898元/千瓦時;峰段0.6998元/千瓦時。

非居民電供暖到戶電價為：谷段0.3298元/千瓦時;平段0.5898元/千瓦時;峰段0.8498元/千瓦時。

2016年，京津冀“煤改”區(qū)域：北京有11個區(qū);天津1個試點區(qū);行政面積2萬多平方米;

2016年，京津冀“煤改”費用預算：天津武清區(qū)347300萬元;北京暫時沒有公開的數據，但保守估算不低于60億元;最高補貼69420元/戶;

2016年，京津冀“煤改”村戶：784村，304498萬戶受益;

北京房山區(qū)：94個村，48309戶

2016年房山區(qū)實施煤改電工程75個村、39009戶，煤改氣工程19個村、9300戶，共涉及14個鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道)94個村48309戶。其中，市級下達任務煤改電59個村、煤改氣15個村，共計74個村。

北京通州區(qū)：140個村，48329戶

北京通州“煤改氣”試點兩個村1329戶百姓享受便捷，“煤改電”更是超額完成，惠及138個村4.7萬戶。其中，全區(qū)將空氣源熱泵作為電取暖改造的主推設備，安裝達到80%以上，約4萬臺。

北京朝陽區(qū)：10億元，2.2萬戶

今年3月份已審批11個村(社區(qū))的6499戶居民采暖進行煤改電改造。

朝陽區(qū)委副書記、區(qū)長王灝表示：三年來，朝陽區(qū)累計完成8800余戶，2016年計劃投入10億元，對2.2萬戶燃煤戶實施改造。

北京平谷區(qū)：1.16億，41個村，1.5萬戶

平谷區(qū)2016年計劃對水峪村、小北關村、核桃洼村等共計14個村6750戶農村居民實施“煤改電”，工程新建配電變壓器124臺，工程總投資1.16億元，計劃10月30日前全部完工。

按照2016年平谷區(qū)制定的全區(qū)清潔能源替代燃煤工作方案，計劃完成1.5萬戶居民清潔能源改造。其中，城區(qū)平房約1000戶煤改氣工程目前已完成過半;19個村“煤改電”外電網工程大部分已完工，22個村的“煤改氣”工程正在9月份開工。(目前已接近尾聲)

北京豐臺區(qū)：21個街鄉(xiāng)鎮(zhèn)，2.6萬戶

截至10月底，豐臺區(qū)已完成22000戶居民的煤改電工程。今年豐臺區(qū)將對近2.6萬戶平房住戶實施煤改電工程，對5200戶平房戶實施棚戶區(qū)改造，拆除100萬平方米的涉煤違法建設，整治2000多家出租大院。全區(qū)將建立包括煤改電的外電網、戶內線、采暖設備保障、優(yōu)質煤配送保障等覆蓋16個部門、21個街鄉(xiāng)鎮(zhèn)、22家企業(yè)的供暖運行維護體系，確保安全、高效供暖。

北京昌平區(qū)：4個鎮(zhèn)，18個村，近9000戶

北京市政府工作報告顯示：2016年煤改計劃中，有4個鎮(zhèn)，桃林村、東營村、西營村等19個村，煤改用戶8905戶。

10月，2016年昌平區(qū)農村地區(qū)“煤改電”工程已進入收尾階段，2016年冬天，昌平區(qū)興壽、崔村、南口、流村4個鎮(zhèn)18個村的近9000戶村民將用上干凈安全的“電采暖”。截止10月前,區(qū)供電公司已累計完成了近200公里10千伏線路改造、新架及更換近800公里0.4千伏低壓線路、以及260公里的接戶線改造，新裝及更換154臺變壓器。

北京順義區(qū)：2.4億，29個村，14466戶

順義區(qū)2016年農村煤改電工程獲區(qū)發(fā)展改革委批復。工程總投資估算為13902.92萬元，將對順義區(qū)河東十二個行政村和河西十個行政村，共7418戶農村居民進行改造。通過配套的電力設施改造，改造居民的用電容量由每戶2千瓦提高到每戶9千瓦。

北京市順義區(qū)2016年新農村建設工程-農村住戶取暖煤改電-空氣源熱泵機蓄能式電暖氣設備供貨及安裝入圍項目招標公告(第二次招標)顯示：北京市順義區(qū)8個鄉(xiāng)鎮(zhèn)29個村在此次招標范圍之內。

北京懷柔區(qū)：31個村，1.04萬戶

2016年，根據北京煤改電的整體進度，懷柔區(qū)煤改電范圍將大幅度擴大。以平原地區(qū)為重點，涉及28個村、1.04萬余戶農民，同時加大對空氣源熱泵等產品的補貼力度，引導農村住戶選購節(jié)能產品。

懷柔區(qū)繼續(xù)加大改造范圍，在3個村、440戶農村家庭實施煤改氣工程，29個村實施煤改電工程。目前，供電網改造已基本完成，農戶所需電采暖設備采購和家中內部線路改造正在進行中，天然氣管道入戶工程也在實施中，預計10月底全部竣工。

北京大興區(qū)：154個村，37950戶

2015年底，大興累計完成農村地區(qū)煤改電1.4萬戶，涉及9鎮(zhèn)67村。2016年計劃9個鎮(zhèn)、3個街道、147村、7個社區(qū)、4.35萬戶居民實行煤改電。

大興區(qū)2016年外線改造涉及154個村，目前已完成“煤改電”37950戶。為確保供暖季農戶正常使用采暖設備，20家空氣源熱泵供應企業(yè)、9家蓄能式電暖器供應企業(yè)、7家監(jiān)理企業(yè)成立了339人的應急維修隊伍，同時儲備空氣源熱泵1114臺、蓄能式電暖器639臺作為應急備用。

北京海淀區(qū)：26個村，10個街道，1.2萬戶

今年，北京海淀區(qū)完成四環(huán)路內平房區(qū)6000戶和北部地區(qū)19個村，約1.2萬戶農民的煤改電清潔能源改造。涉及到四環(huán)內10個街道和五環(huán)外3個鎮(zhèn)26個村，其中上莊鎮(zhèn)西閘村是全市首個完成的村莊。

天津武清區(qū)：22個鎮(zhèn)街、353個村、約10.9萬戶

截至2016年底，已有約3.2萬戶完成煤改電。2017年目前已新安裝3.6萬臺空氣源熱泵。按照計劃，到今年10月底，全區(qū)10.9萬農戶冬季取暖將全部采用煤改電，區(qū)政府將補貼建設資金34.77億元，每年運行補貼2.39億元。

石墨烯電發(fā)熱膜熱度如何？

7月24日,在京舉辦的“石墨烯標準和專利研討會”上，由中國石墨烯產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟起草制定的首個用于建筑供熱的石墨烯材料產品標準《石墨烯材料印刷油墨制紅外輻射電熱膜》正式發(fā)布。在業(yè)內看來，這一標準的發(fā)布將推動石墨烯材料在電采暖領域的健康應用發(fā)展。

我國是石墨烯研究和應用開發(fā)最為活躍的國家之一，但在石墨烯標準化方面發(fā)展較晚，直到2013年由中國石墨烯產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟確定建立石墨烯聯(lián)盟標準。隨著石墨烯產業(yè)化進程加快，標準化工作的重要性和緊迫性越來越突出。石墨烯材料電采暖產品以其優(yōu)良的紅外輻射功能、低衰減及節(jié)能和環(huán)保等優(yōu)點，在電采暖市場上得到了廣泛應用，由此，由聯(lián)盟代表行業(yè)制定的相關標準提上了日程。

研討會上，中國石墨烯產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟標準專家，對聯(lián)盟第1號標準《石墨烯材料的術語、定義及代號》進行了現(xiàn)場解讀和石墨烯專利及熱點技術研討。

中國石墨烯產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟標委會副秘書長尹立軍表示，作為聯(lián)盟第2號團體標準——《石墨烯材料印刷油墨制紅外輻射電熱膜》標準，也是聯(lián)盟石墨烯應用領域的第一個產品標準，主要應用在建工領域建筑物供熱，該標準的發(fā)布對于石墨烯材料采暖產品進入電能替代產業(yè)具有里程碑式的意義。

據悉，該標準主要依據標準JG/T286《低溫輻射電熱膜》，由中國石墨烯產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、康居認證中心等10余家機構和企業(yè)聯(lián)合制定。電熱膜是通電后能夠發(fā)熱的一種薄膜，由絕緣材料與封裝的發(fā)熱電阻材料組成的平面型發(fā)熱元件。該標準中規(guī)定的電熱膜是使用石墨烯材料印刷油墨作為發(fā)熱電阻材料。

該標準規(guī)定了石墨烯材料印刷油墨紅外輻射電熱膜的術語和定義、分類和標記、要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標志、包裝、使用說明書、運輸及貯存等內容。此標準適用于建筑供熱用，其他行業(yè)的電熱采暖用電熱膜也可參照使用。

小編建議電發(fā)熱膜相關企業(yè)趁此機會要加強在清潔供暖、電能替代領域的市場推廣，進一步拓寬應用領域；長期積累產品運行數據，為品牌宣傳打好基礎。

全面推進電能替代行業(yè)發(fā)展，提高清潔能源占終端能源消費比重，對落實國家能源戰(zhàn)略、促進能源清潔化發(fā)展意義重大。使用石墨烯材料電供暖是供暖方式之一，具有清潔便利、節(jié)能減排等社會效益。

石墨烯電地暖在南方作為集中供暖方式，適合么？且看以下在北方的案例分析。

▲暖中封裝石墨烯電熱膜房屋供暖系統(tǒng)溫度示意圖

節(jié)能效果

☆暖中封裝石墨烯電熱膜房屋供暖系統(tǒng)的傳熱方式比對流方式加熱室內空間可降低熱損耗，提高熱效率。

☆暖中封裝石墨烯電熱膜房屋供暖系統(tǒng)給人以足暖頭涼的感覺，這種感覺與對流傳熱形成的頭熱腳涼的感覺相比，人體的舒適感受度會低1℃～3℃。因此，暖中封裝石墨烯電熱膜房屋供暖系統(tǒng)采暖室內16℃即可達到對流采暖18℃的人體舒適度效果。有關技術資料顯示，如室內溫度降低1℃，可節(jié)能近10％。

☆暖中封裝石墨烯電熱膜房屋供暖系統(tǒng)具有自動、智能調溫功能，能很方便的根據人的感覺和行為控制室溫，行為節(jié)能效果更加顯著。

☆由于地面本身是熱輻射面，因此減少了圍護結構近五分之一的冷面吸熱耗能。更進一步實現(xiàn)節(jié)能。

Ps：暖中封裝石墨烯電熱膜房屋供暖系統(tǒng)應用領域包括民用建筑，公共建筑：如住宅小區(qū)、公寓、別墅、職工宿舍、教育建筑、醫(yī)療建筑、辦公建筑、文化建筑、商業(yè)建筑、體育建筑、司法建筑、交通建筑、綜合建筑等。

石墨烯電采暖圈

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