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北京大学讲席教授杨荣贵:高温热储能是“有热可依”“有电可用”的核心

“人类无电则不便,无热则难存!”这一语道破热能与电能的核心价值:热能是维系生命存续的根基,电能是提升生活品质的关键,而高温热储能技术,恰是串联二者、支撑未来能源体系的核心纽带。

2月4日,由太阳能光热产业技术创新战略联盟、中国可再生能源学会太阳能热发电专业委员会联合主办的「光热联盟讲堂」第三期线上开讲。北京大学讲席教授、工学部能源与资源工程系主任杨荣贵博士受邀主讲,以《“双碳”目标下的高温热储能技术与应用》为题,深入剖析高温热储能技术的发展现状、核心挑战与应用前景,为行业创新发展与产业落地提供重要参考。来自太阳能光热联盟理事单位、太阳能热发电专委会等多100多名代表参会。听众们在留言区表示,通过听杨教授讲课加深了对储热理论的系统性理解,也从中看到了国际一流学者广博的知识和严谨的治学。

热能的重要性早已刻入人类文明的基因,从钻木取火抵御严寒、烹饪食物,到工业革命中蒸汽动力推动生产,热能贯穿了人类发展的全过程。热能利用贯穿人类文明发展与工业革命全过程,超85%的能量利用环节与热能相关,其在能源终端消费中的占比更是超过50%。而高温热储能技术的研发与应用,既守护着“生存必需”的热能,又支撑着“生活便利”的电能,成为新型能源系统中不可或缺的关键。本次讲堂中,杨荣贵教授围绕热能核心价值、高温热储能与新型电力/能源系统的适配性、各类热储能技术对比、高温液体热储能材料及性能测试、高温液体热储能装备与系统等维度,从技术背景、核心科学问题、关键技术攻关到产业应用落地,为光热及储能行业从业者带来前沿技术洞察。

报告指出,热能利用对人类文明与工业发展意义重大;耦合高温热储能系统与火电厂或高温工业生产系统,可显著降低化石能源消耗与二氧化碳排放,高温热储能有望成为新型能源系统的能源调度核心。

报告强调,实现“碳达峰、碳中和”是贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展的内在要求;未来风光等可再生能源将取代火电,成为电力系统主力能源,而大规模长时储能技术是支撑可再生能源规模化发展的关键。

当前,熔融盐热储能技术已在光热电站实现商业化应用。基于再热蒸汽抽汽与熔盐储热的灵活性改造方案,可将机组负荷调节范围拓展至25%~105%; 高温热储能系统可替代燃煤电厂的锅炉,构建大容量热储能电站,为废旧燃煤电厂获得新生;采用电加热联合热泵系统储热,既能提升系统循环效率,还可实现冷-热-电联供。

不过,高温热储能技术仍面临诸多挑战:高温液体储热介质的热物性测量误差大和高温稳定性测量难度较大,亟需研发新型测量方法,如改进激光闪光法测量热导率、建立基于质谱与酸碱滴定分析结合的熔盐稳定性测试方法;同时,需突破高电压电极式加热新技术,开发新型换热器设计工具,建设兆瓦级熔盐-蒸汽储/放热实验系统,开展电-热-电储能调峰示范等,推动高温液体储热装备与系统的迭代升级。这些技术攻关,本质上都是为了让热能储存更安全、更高效,让电能供应更稳定、更便捷。

深耕传热学与能源领域多年的杨荣贵教授,在高温热储能、辐射制冷、芯片热管理等方向斩获多项国际领先成果。本次讲堂上,他结合自身研究经历,分享了团队在热储能研发中的挑战与解决方案,为行业技术创新提供实践参考,也为该技术规模化应用指明方向。更让我们看到,高温热储能技术的每一次突破,都是对人类生存根基的加固,对生活便利的升级。未来,随着高温热储存技术的应用,我们将既能牢牢守住“有热可依”的生存底线,又能持续享受“有电可用”的便捷生活,在“双碳”目标下实现更高质量的发展。(文/董清风)