新型储热技术助力“零碳供热”“零碳建筑”落地应用

张可欣

北京近日发布的《北京市“十四五”时期国际科技创新中心建设规划》，以丰富的应用场景设置、密集的制度创新，谋划出北京“十四五”时期的科技创新生态。“零碳智慧供热”、“零碳建筑”等一批碳中和绿色技术应用场景将在北京落地，这些应用场景需要高效率、低成本的储热技术作为支撑。

“大型风电场经常会遇到一个问题，当某个时期风力很强的时候，产生的电能非常多，导致供给大于需求，多余的电能无法被有效利用，白白浪费掉了，成了‘弃风电’。如果用‘弃风电’制热，并储存起来，就可以在供热等场景中再次应用。这不仅减少了浪费，还能为供暖企业创造了额外收益。”中科院过程工程研究所资源化工研究部“储能过程与能源材料”课题组带头人黄云研究员介绍，近年来，储热技术越来越受关注，它可以有效支撑“零碳供热”、“零碳建筑”等应用场景，为实现碳达峰、碳中和目标提供科学技术解决方案。

记者了解到，就像电池可以充电、放电一样，储热系统可以储存、释放热量，但它的技术难度相比充电电池具有差异性。“因为电源电压等级通常是标准电压，但储热装置不同，面对的热源温度范围非常宽。比如，工業液态渣余热可以达到1000℃以上，而工业废水的温度只有几十摄氏度，不同集热技术也使光热系统热能温度产生差异。这对储热材料的性能提出了更高要求。”黄云介绍，储热温度、储热密度、储热成本成为制约储热技术发展的三大瓶颈。

在研究过程中，课题组在储热材料的研发上下足了功夫。一方面，要提高储热材料的密度，从而减小储热装置的体积，节约占地面积。另一方面，要降低储热材料的成本，有利于实现商业推广。课题组把目光聚焦在工业废渣上。据介绍，我国工业废渣的年增存量大，但是利用率低，亟需开发处理新途径。通过实验研究，工业废渣通常热稳定性好，用于合成储热材料，可以实现废物利用，同时材料成本也能大幅下降，是定型复合材料的理想载体选择。

此外，课题组还开展了多项关键核心技术攻坚，包括复合相变储热材料定型微封装、储热单元多尺度传热强化、储热系统集成与动态优化等，形成了领域先进的复合储热技术体系。目前已在鞍钢集团、国网辽宁公司等大型企业试点应用。鞍钢实验室加热炉余热回收率达到65%以上;国网辽宁公司利用“弃风电”制热、储热，再应用于供暖，最大日收益7.2万元/天。

中科院过程工程研究所复合储热技术及低碳节能系统

据悉，该课题项目已参加“2021 CAS 概念验证计划”。在中科智汇工场技术经理人的帮助下，加速将中国科学院过程工程研究所的原型技术转化为成熟的产业技术。据悉，中科智汇工场已经为课题组匹配了专属技术经理人，提供知识产权与法律顾问、“CAS空间”入驻办公、产业资源与地方市场资源对接等服务，进一步支持项目开展原型开发、市场价值验证和商业模式设计等工作，对中国科学院早期项目提供全方位支持，着力突破科研成果转化率偏低的瓶颈。

据了解，自2020年正式启动以来，“智汇行动”概念验证创新大赛聚焦早期科研项目成长的“前一公里”，累计覆盖研究所20多个，重点实验室10余个，100余位科研人员参与其中，70余个项目参与，最终8个项目获得立项支持，逐渐形成中国科学院原始创新策源地的“蓄水池”。

同时，通过“概念验证专项资金、专属技术经理人科技服务、知识产权与法律顾问、“CAS空间”入驻办公、产业资源与地方市场资源对接、项目包装及品牌推广、中科学院科技创新管理培训”等一系列服务和支持，为早期项目营造一个良好的产业化环境。希望通过一系列举措和努力，探索科技成果转移转化新模式，打造中国科学院概念验证体系。

“以概念验证大赛等为抓手，以概念验证服务为载体，以概念验证学院提供人才支持，以概念验证基金提供种子资金，同时完善商业顾问、创业辅导、产业资源对接、投融资服务、孵化空间等概念验证活动，对早期项目进行重点筛选和培育，支持一批早期项目从实验室走向市场。”中科智汇工场相关负责人表示。

该负责人表示，培育入驻企业不断成长是中科智汇工场的追求和目标。“我们将为创业企业提供产业资源对接与地方市场资源对接、项目包装及整体品牌推广等全方位支持，在地方、企业、投资机构和科研机构之间搭建高效联动平台，促进科技成果落地，探索符合中国科学院科技成果转移转化的新模式。”

为了更好的服务院所项目完成从0到1的转变，中科智汇工场推出“CAS概念验证计划”“垂直产业加速器”“科技金融”等服务，同时，为了加速科技成果转化工作的开展，发起“技术经理合伙人计划”。该计划是集合一批长期从事于投资、产业、科技服务等领域，有丰富行业资源和专业知识的合伙人，可以根据自己优势领域为科技成果产业化提供助力，解决多数科技成果转化面临的转化资源配置不到位、市场需求不精准、转化路径设计不科学、转化过程不连续的问题，构建科技成果产业化闭环。计划发起人中科智汇工场依靠中国科学院强大的项目和专家资源，向合伙人定筛选推荐优质的待产业化科技成果，与各合伙人共同完成技术到企业的转化，助力科学家到企业家的转变，互利共赢、共同发展。

中科智汇工场是依托中国科学院和海淀区优势资源，聚焦于中科院科技成果转移转化的科技创新综合体，通过倾心打造的“早期概念验证、中期孵化加速、后期产业推广”三级运营体系，助力中科院、高校科研人员、社会优秀创新创业项目，完成科技成果转化，技术产业化落地。