中國儲能網(wǎng)訊：儲熱儲冷技術(shù)是指將熱（冷）能以顯熱、潛熱或熱化學(xué)形式儲存并按需釋放的技術(shù)，其溫域跨度大，在能源、工業(yè)與建筑領(lǐng)域的跨季節(jié)儲能中應(yīng)用廣泛。國際能源署（IEA）在《電力2025》1和《工業(yè)低溫?zé)崮茈姎饣欠窬哂懈偁幜Α?報(bào)告中指出，熱儲能與氫儲能同為提供長周期靈活性的關(guān)鍵技術(shù)，是提升高比例可再生能源電力系統(tǒng)適應(yīng)能力、推動(dòng)工業(yè)與建筑脫碳的重要路徑，并在余熱回收、電網(wǎng)調(diào)峰及分布式熱管理等場景中發(fā)揮關(guān)鍵作用。為此，針對不同溫區(qū)熱能需求開發(fā)高性能材料體系，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成創(chuàng)新、提升能源利用效率、降低脫碳成本并推動(dòng)可再生能源成為主力熱源的核心基礎(chǔ)。本文梳理了全球主要國家/地區(qū)儲熱儲冷技術(shù)戰(zhàn)略布局、主要技術(shù)分類及發(fā)展趨勢，并提出啟示建議。
01
全球主要國家/地區(qū)戰(zhàn)略布局
（一）美國
美國儲熱儲冷戰(zhàn)略正從研發(fā)扶持向規(guī)?；虡I(yè)部署加速演進(jìn)，其核心是通過政策激勵(lì)與市場機(jī)制雙重驅(qū)動(dòng)，將儲熱確立為構(gòu)建低成本、高可靠清潔電網(wǎng)的關(guān)鍵支柱。
在戰(zhàn)略規(guī)劃層面，2021年7月，美國能源部（DOE）提出“長時(shí)儲能攻關(guān)”計(jì)劃3，目標(biāo)是在未來十年內(nèi)，將數(shù)百吉瓦的清潔能源引入電網(wǎng)，將儲能時(shí)間超過10小時(shí)的系統(tǒng)成本降低90%。該計(jì)劃將儲熱納入多元技術(shù)路線中，涵蓋熔融鹽、相變材料、熱化學(xué)儲熱、地質(zhì)儲熱（GeoTES）等，并視其為實(shí)現(xiàn)2035年100%清潔電力目標(biāo)的關(guān)鍵支撐。2022年5月，DOE宣布根據(jù)《兩黨基礎(chǔ)設(shè)施法案》撥款，四年內(nèi)共資助5.05億美元，專門用于長時(shí)儲能技術(shù)開發(fā)與示范，儲熱技術(shù)被列為重點(diǎn)支持方向之一?。該法案支持包括“阿拉斯加鐵路帶熱泵儲能項(xiàng)目”（POLAR）等在內(nèi)的多個(gè)儲熱示范項(xiàng)目，推動(dòng)跨季節(jié)與高寒地區(qū)儲熱技術(shù)落地。2024年7月，DOE發(fā)布意向通知，擬根據(jù)《兩黨基礎(chǔ)設(shè)施法案》資助最多1億美元，支持3~15個(gè)放電時(shí)長≥10小時(shí)的非鋰長時(shí)儲能試點(diǎn)工程，包括液流電池、壓縮空氣儲能、重力儲能、儲熱等在內(nèi)的創(chuàng)新儲能技術(shù)?。2025年美國《大而美法案》正式生效?，將儲能投資稅收抵免政策延長至2036年，明確儲熱儲冷項(xiàng)目可享受最高達(dá)40%的投資稅收抵免，為商業(yè)示范與規(guī)模化部署提供長期政策窗口。
在應(yīng)用規(guī)模與技術(shù)示范方面，美國正從單一的光熱發(fā)電配套，向多元電網(wǎng)服務(wù)與工業(yè)應(yīng)用快速拓展。2024年，DOE發(fā)布的《實(shí)現(xiàn)低成本長期儲能的承諾》報(bào)告?指出，全美已規(guī)劃和在運(yùn)的非抽水蓄能長時(shí)儲能項(xiàng)目中，儲熱技術(shù)占比顯著，其中熔融鹽儲熱技術(shù)因在已投運(yùn)光熱電站（如新月沙丘、伊萬帕）中的成熟應(yīng)用，成為當(dāng)前部署的主力。
（二）歐盟
歐盟的儲熱儲冷戰(zhàn)略以系統(tǒng)集成與供熱脫碳為核心導(dǎo)向，正從鼓勵(lì)性政策轉(zhuǎn)向帶有強(qiáng)制性目標(biāo)的法規(guī)驅(qū)動(dòng)，旨在構(gòu)建一個(gè)高度一體化、可再生能源主導(dǎo)的區(qū)域能源系統(tǒng)。
歐盟的戰(zhàn)略實(shí)施具有鮮明的法規(guī)與市場雙輪驅(qū)動(dòng)特征。在《歐洲綠色協(xié)議》和“REPowerEU”計(jì)劃的框架下，2024年生效的《建筑能效指令（EPBD）》修訂案要求，從2030年起所有新建建筑需實(shí)現(xiàn)零碳排放，并大力推動(dòng)現(xiàn)有建筑改造，這為建筑集成儲熱儲冷系統(tǒng)創(chuàng)造了巨大的強(qiáng)制性市場。
在項(xiàng)目資助方面，2024年以來歐盟多個(gè)項(xiàng)目聚焦季節(jié)性儲熱、高密度相變材料、地下熱能存儲等前沿方向，如USES4HEAT?、TREASURE、THUNDER、INTERSTORES等?，涵蓋建筑、工業(yè)、數(shù)據(jù)中心等多元場景；而歐洲能源研究聯(lián)盟（EERA）則通過儲熱聯(lián)合研究計(jì)劃（Joint Programme on Thermal Energy Storage）1?，聯(lián)合產(chǎn)學(xué)研資源，推進(jìn)儲熱材料開發(fā)、系統(tǒng)集成與標(biāo)準(zhǔn)制定，目標(biāo)是到2030年實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化部署。
在應(yīng)用規(guī)模上，歐盟憑借全球領(lǐng)先的區(qū)域供熱網(wǎng)絡(luò)，已成為大規(guī)?？缂竟?jié)儲熱技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者。根據(jù)歐洲供熱與制冷協(xié)會（Euroheat & Power）2024年報(bào)告11，歐盟范圍內(nèi)已投入運(yùn)營的大型跨季節(jié)儲熱項(xiàng)目超過50個(gè)，總儲熱容量持續(xù)增長。
（三）日本
日本的儲熱儲冷戰(zhàn)略緊密圍繞能效極限提升與分布式能源管理展開，其特點(diǎn)是以精細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)市場，以技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)對資源約束，最終服務(wù)于全社會的深度脫碳與能源安全。
日本的戰(zhàn)略實(shí)施依賴“國家目標(biāo)-研發(fā)路線圖-行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”協(xié)同體系。早在2018年日本頒布《第5期能源基本計(jì)劃》12，提出了面向2030年及2050年的能源中長期發(fā)展戰(zhàn)略，將儲熱列為實(shí)現(xiàn)2030?年溫室氣體減排26%、2050?年減排80%目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)之一，明確提出要發(fā)展低溫與高溫儲熱系統(tǒng)，以提升供熱靈活性和峰谷調(diào)節(jié)能力。與此配套，日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）發(fā)布《下一代熱泵系統(tǒng)研發(fā)》路線圖13，將顯熱儲存、潛熱儲存、化學(xué)儲能劃分為2020—2030年的重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目，目標(biāo)在2030年實(shí)現(xiàn)小型高溫儲熱與寬溫域儲熱的商業(yè)化。行業(yè)組織如日本熱泵與儲熱中心（HPTCJ）則致力于制定和推廣儲熱儲冷與熱泵系統(tǒng)集成與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以規(guī)范市場、引導(dǎo)消費(fèi)1?。
在應(yīng)用規(guī)模上，日本側(cè)重于在商業(yè)建筑和分布式能源節(jié)點(diǎn)中大規(guī)模部署中小型儲熱儲冷裝置。根據(jù)日本冷凍空調(diào)工業(yè)協(xié)會（JRAIA）2024年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示1?，冰蓄冷、水蓄熱等系統(tǒng)在新建大型商業(yè)綜合體中的滲透率已超過40%。
（四）中國
我國儲熱儲冷戰(zhàn)略體現(xiàn)為國家工程驅(qū)動(dòng)與全產(chǎn)業(yè)鏈培育的規(guī)模化發(fā)展路徑，核心目標(biāo)是通過快速的技術(shù)迭代和成本下降，使其成為支撐新型電力系統(tǒng)與工業(yè)節(jié)能的基礎(chǔ)設(shè)施。
我國戰(zhàn)略推進(jìn)呈現(xiàn)出“頂層規(guī)劃-重大示范-產(chǎn)業(yè)政策”聯(lián)動(dòng)效應(yīng)。繼2022年《“十四五”新型儲能發(fā)展實(shí)施方案》1?中強(qiáng)調(diào)儲熱儲冷與電化學(xué)儲能、壓縮空氣儲能等多元技術(shù)路線并重以來，2024年國家能源局進(jìn)一步組織“熔鹽儲熱輔助煤電靈活性改造”的試點(diǎn)項(xiàng)目，探索將傳統(tǒng)煤電機(jī)組轉(zhuǎn)變?yōu)樯疃日{(diào)峰與備用電源的新模式。2025年工信部等八部門聯(lián)合印發(fā)《新型儲能制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)方案》1?，從制造端發(fā)力，明確要攻克高性能相變材料、高溫熔鹽泵等關(guān)鍵部件，提升國產(chǎn)化率與產(chǎn)業(yè)競爭力。
在應(yīng)用規(guī)模上，我國已成為全球光熱發(fā)電配套儲熱和清潔供暖儲熱最大的增量市場。國家能源局2026年2月發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，截至2025年12月，全國光熱發(fā)電新增裝機(jī)94萬千瓦，同比增長203%，光熱發(fā)電量16億千瓦時(shí)，同比增長32%1?。在北方清潔供暖領(lǐng)域，基于固體電蓄熱、相變材料等技術(shù)的儲熱項(xiàng)目已推廣至數(shù)百萬戶居民。全球主要國家/地區(qū)儲熱儲冷典型應(yīng)用案例如表1所示。
表1 全球主要國家/地區(qū)儲熱儲冷典型應(yīng)用案例
02
儲熱儲冷技術(shù)分類及發(fā)展趨勢
在全球戰(zhàn)略共識與差異化路徑的驅(qū)動(dòng)下，儲熱儲冷技術(shù)呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展態(tài)勢。典型儲熱技術(shù)主要可分為顯熱儲熱、潛熱儲熱、熱化學(xué)儲熱等，儲冷技術(shù)與儲熱對應(yīng)，同樣分為顯冷、潛冷和冷化學(xué)三類，以儲熱技術(shù)為例，各自適用于不同的場景并具有相應(yīng)特點(diǎn)，總結(jié)如圖1所示。
圖1 典型儲熱儲冷技術(shù)分類及特點(diǎn)
（一）顯熱儲熱技術(shù)
顯熱儲熱技術(shù)利用材料（如熱水、熔鹽、固體材料）的比熱容和溫度變化實(shí)現(xiàn)熱量存儲，過程中僅發(fā)生溫度變化而無相變或化學(xué)反應(yīng)，相對來說具有更低的成本及更高的技術(shù)成熟度。常見的儲熱介質(zhì)包括液態(tài)（如水、導(dǎo)熱油、熔鹽、液態(tài)金屬）和固態(tài)材料（如巖石、砂礫）。液態(tài)介質(zhì)傳熱性能好但成本較高，固態(tài)介質(zhì)則更適用于大規(guī)模應(yīng)用。顯熱儲熱適用于技術(shù)成熟度要求高、成本敏感的短期儲能場景（如小時(shí)至日周期），例如火電機(jī)組深度調(diào)峰、低品位市政供暖等領(lǐng)域1?。
在火電機(jī)組深度調(diào)峰領(lǐng)域，典型技術(shù)包括熱水罐和熔鹽儲熱。熱水罐和電極鍋爐是最早應(yīng)用于火電深度調(diào)峰的技術(shù)，已在多個(gè)電廠完成示范。該方式工藝簡單、對原有系統(tǒng)改動(dòng)小，但存在占地面積大等問題，同時(shí)儲熱溫度較低導(dǎo)致釋放熱能難以滿足高參數(shù)工業(yè)蒸汽需求，需與其他技術(shù)互補(bǔ)使用。熔鹽儲熱技術(shù)通過高效儲存和釋放熱能，顯著提升機(jī)組的靈活性和調(diào)峰能力。典型應(yīng)用的熔鹽包括太陽鹽（硝酸鈉與氯化鈉混合物）、HITEC鹽（三元硝酸鹽混合物）。在熔鹽儲熱與火電機(jī)組耦合過程中，通過合理選擇抽汽點(diǎn)和放熱階段抽取點(diǎn)，降低汽化潛熱階段的能量損失，提升往返效率。江蘇國信靖江發(fā)電有限公司示范工程2022年12月投運(yùn)，采用煤電機(jī)組耦合熔鹽儲熱技術(shù)，最低發(fā)電負(fù)荷降至25%。宿州電廠2023年開工建設(shè)1110兆瓦時(shí)熔鹽儲熱項(xiàng)目，用于深度調(diào)峰。河北龍山電廠2024年12月投運(yùn)全國首套600兆瓦機(jī)組抽汽熔鹽儲能項(xiàng)目，調(diào)峰能力達(dá)400兆瓦時(shí)，機(jī)組爬坡能力提升1.5倍2?。
在利用固體材料儲熱方面，較為成熟的技術(shù)包括填充床與蓄熱磚儲熱，這些技術(shù)自20世紀(jì)80年代起在歐美國家工程化應(yīng)用，技術(shù)體系完善，尤其在低溫太陽能和電鍋爐領(lǐng)域。華電新疆發(fā)電有限公司在新疆昌吉地區(qū)建設(shè)安裝的固體電蓄熱機(jī)組可實(shí)現(xiàn)深度調(diào)峰60兆瓦的電負(fù)荷21?？紤]到固體顆粒的來源廣泛與成本低廉，具有良好高溫?zé)岱€(wěn)定性，并且與金屬材料高度相容、無腐蝕性等特點(diǎn)，同時(shí)固體顆粒儲熱兼具放熱穩(wěn)定和儲熱溫度高等優(yōu)勢，是極具潛力的安全可靠、長時(shí)大容量儲熱技術(shù)。
顯熱儲熱技術(shù)的主要局限性在于儲能密度低且自放熱問題突出，正朝著規(guī)?；?、低成本方向發(fā)展，未來將重點(diǎn)解決儲能密度低和熱損問題，同時(shí)探索新型復(fù)合材料（如納米流體）以提升性能。
（二）潛熱儲熱技術(shù)（相變儲熱）
潛熱儲熱技術(shù)利用相變材料在相變過程中吸收/釋放熱量，其儲能密度高且溫度近乎恒定。潛熱儲熱技術(shù)可以進(jìn)一步細(xì)分為以下類別2223：固-液相變儲熱，通過材料的熔化與凝固過程儲存/釋放熱量，是最常見的技術(shù)類型，典型材料包括石蠟類、鹽類（如硝酸鈉）等；固-固相變儲熱，通過晶體結(jié)構(gòu)的有序-無序轉(zhuǎn)變實(shí)現(xiàn)儲熱，避免液態(tài)相變材料的泄漏風(fēng)險(xiǎn)，典型材料包括某些高分子聚合物和金屬合金；液-氣相變儲熱，利用物質(zhì)在氣液相變時(shí)的潛熱進(jìn)行儲熱，但因需高壓或低溫條件，實(shí)際應(yīng)用較少。潛熱儲熱技術(shù)適合需要較高儲能密度和穩(wěn)定溫度輸出的中期儲能場景（如小時(shí)至周周期）。
在建筑節(jié)能領(lǐng)域，相變材料常與建筑材料混合使用（如墻體、地板）利用其相變潛熱特性增強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱慣性，以實(shí)現(xiàn)被動(dòng)式溫控。在太陽能跨季節(jié)儲熱領(lǐng)域，潛熱儲熱系統(tǒng)被用于大規(guī)模太陽能供熱項(xiàng)目，例如區(qū)域供暖或工業(yè)供熱。在工業(yè)余熱回收領(lǐng)域，結(jié)合高溫?zé)岜眉夹g(shù)，將工業(yè)廢水中的低溫余熱轉(zhuǎn)化為高溫蒸汽，提升能源利用率。
當(dāng)前潛熱儲熱技術(shù)正處于從工程示范向商業(yè)化過渡階段，但整體技術(shù)成熟度仍低于顯熱儲熱，存在熱損失大和材料成本問題。未來需重點(diǎn)突破材料成本優(yōu)化、熱穩(wěn)定性提升及規(guī)?；到y(tǒng)集成等問題。例如，開發(fā)復(fù)合相變材料以增強(qiáng)導(dǎo)熱性，或結(jié)合人工智能優(yōu)化系統(tǒng)控制策略2?。
（三）熱化學(xué)儲熱技術(shù)
熱化學(xué)儲熱技術(shù)通過化學(xué)反應(yīng)（如分解/合成）儲存熱量，儲能密度較高，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離能量傳輸。常用的熱化學(xué)儲熱技術(shù)采用不同類別的化學(xué)反應(yīng)體系：金屬氫氧化物體系，利用氫氧化物加熱分解與水化合時(shí)的熱效應(yīng)進(jìn)行儲能；堿土金屬氧化物/碳酸鹽體系，通過氧化物與二氧化碳的可逆反應(yīng)或氫氧化物分解反應(yīng)實(shí)現(xiàn)儲能；金屬氫化物體系利用金屬與氫氣的可逆反應(yīng)（如Mg/H2體系）儲存能量。熱化學(xué)儲熱具備高儲能密度、低熱損失、靈活溫區(qū)調(diào)控的特點(diǎn)。主要適用場景針對大規(guī)模跨季節(jié)儲能需求（日月至月周期），尤其適用于中高溫場景（573~1473開爾文）儲能密度較高（可達(dá)顯熱儲熱的8~10倍），可實(shí)現(xiàn)常溫?zé)o損存儲，但工藝復(fù)雜、投資高2?2?。
目前熱化學(xué)儲熱技術(shù)處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，尚未商業(yè)化，在工業(yè)余熱回收、太陽能熱發(fā)電晝夜連續(xù)供能、建筑供暖中的跨季節(jié)儲能等場景下具備應(yīng)用潛力，仍需解決反應(yīng)效率、催化劑壽命等關(guān)鍵問題。前沿研究方向包括摻雜（如Li?、Na?）、結(jié)構(gòu)調(diào)控（多孔載體復(fù)合）提升循環(huán)穩(wěn)定性、開發(fā)大規(guī)模固定床/流化床反應(yīng)器等，解決傳熱效率瓶頸，與光伏、風(fēng)電耦合，構(gòu)建“可再生能源+熱化學(xué)儲熱”一體化系統(tǒng)等2?。
03
啟示與建議
（一）聚焦前沿材料體系，搶占熱化學(xué)與相變儲熱技術(shù)制高點(diǎn)
攻克熱化學(xué)儲熱反應(yīng)機(jī)理與材料創(chuàng)制，針對熱化學(xué)儲熱“反應(yīng)效率低、循環(huán)穩(wěn)定性差”的痛點(diǎn)，發(fā)揮我院在化學(xué)、材料學(xué)的基礎(chǔ)研究優(yōu)勢，重點(diǎn)布局金屬氫化物、氧化物/碳酸鹽及金屬氫氧化物體系。利用高通量計(jì)算與AI輔助篩選，開發(fā)摻雜（如Li?、Na?）改性與多孔載體復(fù)合技術(shù)，解決反應(yīng)動(dòng)力學(xué)緩慢和催化劑壽命問題，力爭在中高溫（573~1473開爾文）熱化學(xué)儲熱材料上實(shí)現(xiàn)突破。研發(fā)高性能寬溫域相變儲熱材料，重點(diǎn)解決材料導(dǎo)熱系數(shù)低、腐蝕性及過冷度問題，探索納米流體增強(qiáng)導(dǎo)熱及定形封裝技術(shù)，構(gòu)建覆蓋低溫（建筑供冷）至高溫（工業(yè)蒸汽）的系列化相變材料庫。
（二）布局關(guān)鍵核心裝備研制，解決產(chǎn)業(yè)鏈“卡脖子”問題
開展極端環(huán)境儲熱關(guān)鍵部件研發(fā)，設(shè)立專項(xiàng)任務(wù)，重點(diǎn)攻克適用于超高溫（>600℃）熔鹽環(huán)境的大功率熔鹽泵、長壽命高溫閥門及高可靠性換熱設(shè)備。解決材料在高溫熔融鹽中的腐蝕、蠕變及疲勞失效機(jī)理，提升核心部件的國產(chǎn)化率與可靠性。研制智能化監(jiān)測與控制裝備，結(jié)合人工智能技術(shù)，開發(fā)儲熱系統(tǒng)多物理場耦合仿真軟件與智能控制系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)對儲熱系統(tǒng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)感知與精準(zhǔn)預(yù)測，提升系統(tǒng)的運(yùn)行效率與安全水平，支撐虛擬電廠等高級應(yīng)用場景。
（三）建設(shè)國家級驗(yàn)證平臺，加速“實(shí)驗(yàn)室-工程應(yīng)用”轉(zhuǎn)化
建設(shè)多溫區(qū)儲熱技術(shù)實(shí)證基地，依托我院相關(guān)研究所，建設(shè)集材料測試、單機(jī)實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)集成于一體的開放驗(yàn)證平臺。覆蓋低溫（冷儲能）、中溫（建筑供暖/工業(yè)熱水）、高溫（光熱發(fā)電/工業(yè)蒸汽）全溫區(qū)，提供中試驗(yàn)證與性能評估服務(wù)。支撐跨季節(jié)儲能與工業(yè)脫碳示范工程建設(shè)，選取典型的工業(yè)園區(qū)或具備風(fēng)光資源的區(qū)域，技術(shù)支撐“源網(wǎng)荷儲”一體化示范項(xiàng)目。重點(diǎn)驗(yàn)證熔鹽儲熱改造火電、大型地下水/洞穴跨季節(jié)儲熱、工業(yè)余熱儲熱利用等技術(shù)的可行性與經(jīng)濟(jì)性，形成可復(fù)制的商業(yè)化推廣模式。
