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12月25日，國家電投集團(tuán)在北京正式發(fā)布全球首套超高溫?zé)岜脙δ芗夹g(shù)-“儲諾”。

在“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下，長時(shí)儲能已從“可選項(xiàng)”變?yōu)槟茉崔D(zhuǎn)型的“必選項(xiàng)”，推動(dòng)長時(shí)儲能技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用刻不容緩。對此，國家電投集團(tuán)中央研究院創(chuàng)新提出熱泵儲能技術(shù)路線，攻克了系統(tǒng)構(gòu)型、核心設(shè)備、系統(tǒng)控制等系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，建立了具備完全自主知識產(chǎn)權(quán)的熱泵儲能技術(shù)體系，成功建設(shè)了全球首套超高溫?zé)岜脙δ芗夹g(shù)中試系統(tǒng)（1MW/4MWh）。

經(jīng)過西安熱工院的第三方性能測試，已歷經(jīng)7次完整充放電，該系統(tǒng)各項(xiàng)核心參數(shù)均達(dá)到或優(yōu)于設(shè)計(jì)值，系統(tǒng)穩(wěn)定，技術(shù)指標(biāo)全球領(lǐng)先。

相較于傳統(tǒng)儲能技術(shù)，“儲諾”超高溫?zé)岜脙δ芗夹g(shù)具有顯著優(yōu)勢，一是布置靈活度高，無需依賴特定地理?xiàng)l件，無論是平原電站還是山地產(chǎn)業(yè)園均可快速部署；二是循環(huán)效率無衰減，規(guī)?；婋娹D(zhuǎn)化效率65%以上，在不同負(fù)荷下效率穩(wěn)定；三是儲能技術(shù)參數(shù)優(yōu)勢明顯，儲熱高溫560℃以上，低溫可達(dá)-60℃，儲能密度可達(dá)80–120 kWh/m3，遠(yuǎn)超常規(guī)壓縮空氣儲能，同等空間下儲能容量可提升10倍以上；四是應(yīng)用場景廣泛，可實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)冷熱電聯(lián)供，耦合新能源大基地、煤電、核電、高耗能等產(chǎn)業(yè)，提升綠電比例（消納），滿足運(yùn)行靈活性及節(jié)能減排需求。

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熱泵儲能，也被稱作卡諾電池，其結(jié)合熱泵循環(huán)與熱機(jī)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)電能與熱能之間的高效雙向轉(zhuǎn)換。儲能過程為熱泵循環(huán)，消耗低谷電能或棄電驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，將系統(tǒng)低溫環(huán)境熱量“搬運(yùn)”至高溫環(huán)境，實(shí)現(xiàn)電能向熱能和冷能的轉(zhuǎn)化。發(fā)電過程為熱機(jī)循環(huán)，利用儲存的熱能及冷能驅(qū)動(dòng)熱機(jī)系統(tǒng)對外發(fā)電，循環(huán)原理如圖1所示。

該技術(shù)具有布置靈活、儲能密度高、容量成本低、儲能效率高且可實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)冷熱電聯(lián)供等顯著優(yōu)勢。

（a）儲能過程

（b）放電過程

圖1熱泵儲能系統(tǒng)原理圖

國家電投集團(tuán)中央研究院從2018年提出氣體超高溫?zé)岜脙δ芗夹g(shù)體系并進(jìn)行研發(fā)布局。經(jīng)過近十年的艱難探索，攻克了系統(tǒng)構(gòu)型、核心設(shè)備、系統(tǒng)控制等系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，建立了具備完全自主知識產(chǎn)權(quán)的熱泵儲能技術(shù)體系，申請百余項(xiàng)發(fā)明專利，牽頭國內(nèi)第一批熱泵儲能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并針對大基地、火電/核電應(yīng)用場景注冊了“儲諾”商標(biāo)，始終保持行業(yè)領(lǐng)先地位。

2023年，國家電投集團(tuán)中央研究院與國家電投集團(tuán)云南國際電力投資有限公司聯(lián)合開展全球首套兆瓦級熱泵儲能中試項(xiàng)目研制，該系統(tǒng)于2025年9月全面建成（圖2、圖3），并于同年12月完成了全球首次對熱泵儲能技術(shù)的工程化驗(yàn)證。經(jīng)過西安熱工院的第三方性能測試（圖4），該系統(tǒng)各項(xiàng)核心參數(shù)達(dá)到或優(yōu)于設(shè)計(jì)值，技術(shù)指標(biāo)全球領(lǐng)先。中試項(xiàng)目的研制成功，標(biāo)志著熱泵長時(shí)儲能技術(shù)正式向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的道路邁出了關(guān)鍵一步。

圖2全球首套“儲諾”超高溫?zé)岜脙δ芟到y(tǒng)

圖3全球首套“儲諾”超高溫?zé)岜脙δ芟到y(tǒng)主機(jī)平臺

圖4全球首套“儲諾”超高溫?zé)岜脙δ芟到y(tǒng)調(diào)試情況

為加速技術(shù)落地與規(guī)?；瘧?yīng)用，國家電投集團(tuán)中央研究院基于前期研發(fā)基礎(chǔ)，針對大基地、火電/核電等支撐性電源、高耗能產(chǎn)業(yè)園區(qū)系統(tǒng)性提出熱泵儲能技術(shù)多場景耦合應(yīng)用方案，可解決大基地大容量新能源消納問題，降低棄風(fēng)棄光，平衡日夜電力送出，助力電力穩(wěn)定安全送出；耦合火電/核電等支撐性電源，顯著提升其靈活性，滿足高安全、高效、高靈活性運(yùn)行需求；應(yīng)用于高耗能產(chǎn)業(yè)園，提升鋁業(yè)、石化等高耗能園區(qū)綠電供應(yīng)比例，實(shí)現(xiàn)園區(qū)低碳運(yùn)行。

熱泵儲能技術(shù)高度契合我國當(dāng)前的能源發(fā)展形勢，在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行等方面能夠發(fā)揮重要作用，是未來規(guī)?；L時(shí)儲能的中堅(jiān)力量，具有廣闊的發(fā)展前景。后續(xù)，國家電投集團(tuán)將堅(jiān)持科技引領(lǐng)、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，在熱泵儲能領(lǐng)域持續(xù)投入科研力量，助力推動(dòng)“源網(wǎng)荷儲一體化”建設(shè)以及新型電力系統(tǒng)構(gòu)建。

注：本文由國家電投集團(tuán)供稿。