上海綠色制造展關(guān)注到，工業(yè)領(lǐng)域深度脫碳的最大挑戰(zhàn)之一——中高溫?zé)崮艿木G色供應(yīng)，正迎來革命性技術(shù)突破。近日，我國科研團隊在國際上首次成功研制出泵熱溫度超過200℃的超高溫?zé)岜迷蜆訖C。展會了解到，這項基于熱聲斯特林原理的創(chuàng)新技術(shù)，不僅攻克了傳統(tǒng)熱泵的溫區(qū)與工質(zhì)瓶頸，更為造紙、印染、陶瓷、冶金等大量耗熱工業(yè)提供了一條無需直接燃燒化石燃料的潛在供熱新路徑，標(biāo)志著工業(yè)低碳供熱技術(shù)進入全新發(fā)展階段。

一、行業(yè)瓶頸：工業(yè)“熱需求”與“低碳化”的根本矛盾

工業(yè)供熱消耗了我國約40% 的熱能，溫度需求覆蓋100℃至1000℃以上的廣闊區(qū)間。實現(xiàn)這一龐大熱能的低碳供應(yīng)，是達成“雙碳”目標(biāo)的核心挑戰(zhàn)。現(xiàn)有技術(shù)路徑面臨雙重困境：傳統(tǒng)的蒸汽壓縮熱泵受限于工質(zhì)和材料，難以突破200℃ 的溫區(qū)天花板；而二氧化碳熱泵則存在系統(tǒng)高壓和高溫下能效下降的瓶頸。工業(yè)中高溫?zé)嵩吹目稍偕叫柙韺用娴脑瓌?chuàng)性突破。

二、技術(shù)突破：熱聲斯特林技術(shù)打開“超高溫”之門

中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所的研究團隊長期致力于熱聲斯特林技術(shù)研究，近期取得的兩方面突破，為問題提供了全新的解決方案：

攻克壓縮機難題的“雙作用自由活塞”樣機：團隊創(chuàng)新提出 “反相運行” 聲場調(diào)控機制，成功研制國際首臺泵熱溫度超200℃ 的雙作用自由活塞式熱聲斯特林超高溫?zé)岜谩Ｔ撛O(shè)計巧妙規(guī)避了研制耐超高溫、高壓差壓縮機的世界性難題，實現(xiàn)了技術(shù)路線的跨越。

完全無運動部件的“純熱驅(qū)動”樣機：團隊另研發(fā)了完全無運動部件的熱聲熱泵樣機。該裝置僅依靠熱能驅(qū)動，即可將約140℃ 的低溫工業(yè)廢熱提升至270℃ 以上進行再利用，實現(xiàn)了對廢棄熱能的“搬運”與品位升級，系統(tǒng)可靠性潛力極高。

三、核心優(yōu)勢：天然工質(zhì)、寬廣溫區(qū)與高效潛力

與現(xiàn)有技術(shù)相比，熱聲斯特林超高溫?zé)岜谜宫F(xiàn)出多重顛覆性優(yōu)勢：

工質(zhì)絕對環(huán)保與安全：采用氦、氬等天然惰性氣體作為工質(zhì)，無毒、不可燃、不破壞臭氧層且無溫室效應(yīng)，徹底解決了合成氟化物工質(zhì)的環(huán)保與供應(yīng)短缺問題。

工作溫區(qū)極為寬廣：該技術(shù)原理上可覆蓋從近室溫至500℃以上的溫區(qū)，能夠滿足絕大多數(shù)工業(yè)流程的熱量需求，應(yīng)用前景廣闊。

效率與可靠性潛力高：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對簡單，尤其是無運動部件版本，有望實現(xiàn)高可靠性與長壽命，為工業(yè)連續(xù)穩(wěn)定運行奠定了基礎(chǔ)。

四、應(yīng)用展望：重塑高耗熱行業(yè)的能源地圖

此項突破的深遠意義在于，它首次為工業(yè)領(lǐng)域提供了一種有望規(guī)模化替代燃煤、燃氣鍋爐的電氣化高溫?zé)嵩捶桨浮Ｈ粑磥韺崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，它將直接賦能：

流程工業(yè)：為造紙烘干、印染定型、陶瓷燒結(jié)、冶金加工等環(huán)節(jié)提供綠色蒸汽或高溫?zé)犸L(fēng)。

余熱回收：將大量中低溫工業(yè)余熱提升為可用的高品位熱能，實現(xiàn)能源的梯級高效利用。

系統(tǒng)脫碳：與可再生能源電力結(jié)合，構(gòu)建“綠電”驅(qū)動“綠熱”的完全零碳供熱系統(tǒng)。

上海綠色制造展認為，超高溫?zé)岜眉夹g(shù)的突破，是工業(yè)用能體系從“燃料燃燒”轉(zhuǎn)向 “電能驅(qū)動”和“熱量搬運” 這一根本性變革的關(guān)鍵拼圖。它不僅是單項設(shè)備的創(chuàng)新，更預(yù)示著整個工業(yè)熱工基礎(chǔ)的重構(gòu)。展會持續(xù)關(guān)注并致力于展示此類處于產(chǎn)業(yè)化前夜的前沿性、顛覆性綠色技術(shù)，它們代表了未來工業(yè)的核心競爭力，將為高耗熱產(chǎn)業(yè)的深度脫碳與可持續(xù)發(fā)展注入強大的原生動力。

來源：寧德市科學(xué)技術(shù)局官網(wǎng)（轉(zhuǎn)載自《科技日報》）

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