国家重点研发计划项目“工程科学与综合交叉”重点专项“面向稠油热采的多能耦合热化学转化及电/热/汽联产系统一体化设计理论与方法”项目由中国科学院大学牵头，联合南京师范大学、中国石油大学（北京）共同承担。项目首席科学家为中国科学院大学副教授、海外优青王宏圣。
面向稠油热采的多能耦合热化学转化及电/热/汽联产系统一体化设计理论与方法项目针对常规稠油热采高碳排、高能耗及太阳能利用稳定性不足的瓶颈问题，开展了高通量聚光太阳能协同碳氢燃料的热化学转化与储能一体化技术研究。目前已在多能耦合能势匹配理论、热化学转化反应调控、系统架构设计与集成测试等方面，取得了一系列创新成果和关键技术，具体如下：
建立了聚光太阳能、生物质能、天然气多能耦合的能质－能势表征理论与数理模型，基于普朗克黑体辐射定律推导包含光子波长的单色光品位公式，构建了生物质能量及㶲与组分的函数关系，明确了温度对甲烷、氢气及各类生物质等能源能量品位的调控规律；构建了基于膜分离的聚光热化学甲烷湿重整反应试验体系，综合甲烷转化率、氢气分离率及热能损失确立额定反应温度550℃，建立了甲烷投入量与聚光热能的协同匹配关系，在优选气汽比范围内反应转化率维持98%以上；开发了多能耦合制氢系统优化策略，明确原料比、水碳比及气化温度对制氢效率与积碳量的影响规律，确定最优水碳比区间，最大制氢效率达73.68%；建成了聚光热化学协同碳氢燃料驱动稠油热采系统架构，整合塔式聚光集热、多介质蒸汽发生、储氢及利用、碳氢燃料补燃等子系统，实现弃光率为0；搭建了多能耦合系统动态仿真与全流程性能测试平台，建立了注入端－采出端全流程能耗与碳排放评价方法，明确了电-汽-CO₂协同热采的注汽强度、气汽比等关键参数界限，系统综合能源利用率达87.56%，清洁能源占比66.11%，累计产油量较参比系统提升4.10%，为稠油低碳化热采提供了核心技术支撑。
2025年4月，项目启动会暨实施方案论证会召开
据此前报道，项目拟从基础理论、原理方法、关键技术、原理样机研制全链条解决关键科学与技术难题。针对稠油热采能效低、碳排放高、清洁能源占比不足等问题，从热化学转化机制、一体化设计方法、热采技术三个层面展开研究，旨在开发源头脱碳的高效稠油热采方法与关键技术。通过整合太阳能碳氢燃料转化与驱油介质制备技术，发挥太阳能、生物质能、天然气等能源禀赋优势，构建“能源输入-多能耦合转化-电/热/汽输出-储能-多介质热采”全链条体系，突破高效低碳稠油热采理论与技术，推动产业绿色升级。
特别说明：
本文来源于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委会《中国太阳能热发电行业蓝皮书2025》。
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