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尤杰:破解太阳能跨季储热关键难题
2026-01-29 来源:中关村U30 阅读量:1770

当前,能源转型已成为全球共识与不可逆转的发展潮流,各国纷纷加速布局清洁能源替代传统化石能源,以应对气候变化、实现可持续发展目标。在众多清洁能源中,太阳能凭借其清洁无污染、可再生、分布广泛的突出优势,成为能源转型进程中的核心力量,在全球能源结构优化中占据着举足轻重的位置。

但是,太阳能要得到规模化的开发与应用,尤其是要保障高稳定、低成本的供热,就必须解决其跨季节的储热技术难题。在这方面,曦曙(北京)新能源科技有限公司(简称“曦曙新能源”)CEO尤杰带领团队通过持续不懈的努力,攻克了太阳能跨季储热系列技术难题,并成功推动其成果转化,在清洁能源供热领域实现了破局。

年轻的“学生创业者”

尤杰是非常年轻的创业者,2021年进入中国地质大学(北京)学习,专业是海洋资源与环境科学。在校期间,他不仅学科专业知识学得扎实,对于科研、创业等也充满了热情。

刚入学不久,他在参与渤海湾潮汐能调研时,敏锐捕捉到新能源领域的巨大空白:“能否让夏天的阳光温暖冬天的房间?”带着这个设想,他在丹麦科技大学访学期间,带领跨国团队展开攻关。通过自主设计高效太阳能光热集热器,其集热效率提升 40%;创新研发的大容积水池保温技术,将热损率降至 8%,一举实现我国该领域“从0到1”的突破。

“实验室的突破若不能温暖千家万户,便失去了科技的温度。”2023年4月,尤杰联合国际团队在海淀创立曦曙新能源公司,将科研成果推向产业化。作为CEO,他主导完成3000万元天使轮融资,带领团队签下 5 亿元供热订单,在内蒙古杭锦旗建成我国首个、全球最大的单体跨季储热工程——40万吨零碳储热项目,让草原牧民在寒冬里用上了清洁的太阳能暖气。

2024年,中国国际大学生创新大赛总决赛在上海交通大学举行,尤杰带领团队所做的“曦曙科技——零碳太阳能跨季储热开创者”项目从来自国内外153个国家和地区的5406所院校、514万余个项目中突出重围,斩获全球季军、全国冠军。

2024 年盛夏,尤杰又作为访问学者走进麻省理工学院,在著名海洋工程专家Michael Triantafyllou院士指导下,系统掌握了海洋工程与新能源交叉领域的前沿技术。

这段经历让他深刻认识到:“核心技术突破不仅需要实验室里的精密计算,更要扎根国家能源需求的土壤。”如今,他已在太阳能区域供热、多能联供等领域掌握了多项核心技术,将科研成果转化为 5 项国家发明专利、7 项实用新型专利及 9 项软件著作权,相关论文发表于 SCI 期刊和国际顶会。

高效、低成本的太阳能跨季储热

尤杰解释,公司目前开发的零碳太阳能跨季节储热技术主要由两个硬件和一个软件构成。其中在高效集热器光热转化技术方面,包括减反射盖板、无热桥处理、高透隔热膜和流道优化等都取得了突破,显著提高了集热器效率,可以达到峰值95%,均值90%。而在大规模跨季节储热技术(大容积水池蓄热)方面,则通过构建大型蓄热池全动态分析模型,仅用比市场储能低得多的单位成本,就突破了兆瓦级蓄热体系,真正实现了夏热冬用技术,损耗低至8%。

这种大容积水池蓄热技术可结合太阳能光热、风电、光电、热泵、热电联产机组等多种可再生能源技术,在满足区域供热、供冷稳定性需求的同时,提高可再生能源的利用率和供热供冷的经济性。

还有一种是零碳社区能源系统设计优化技术(多场景、全方位系统集成)。其中自主研发的零碳能源设计系统可灵活匹配几十种多元、多样的现实热源场景,能以最低成本匹配现有的热源管网,快速高效地模拟各种复杂热源需求。公司还开发了太阳能区域供热系统,太阳能区域热、冷联供系统,三联供区域能源系统等多个清洁能源系统核心技术,可在三天内给一个城市在误差5%范围内进行定制化设计,且在建设完成后会转成无人化值守系统,所有的温度切换、冷热切换、机械切换全部依靠系统集成。

尤杰表示,热能储存技术的应用场景很多,比如新建或改造的民用集中供热;工业供热方面则有工业用热、余热回收、蒸汽用热等;在煤矿领域,可解决矿产冬季生产用热的问题,如冬季洗煤、金矿沁堆对温度的要求等;在农业用热方面,目前已在浙江衢州、宁波等地做了2.8万亩的生态养鱼项目。

此外,他们的热能储存技术还可用于石化行业,比如每个换油站之间距离较远,长距离输送管道油温要保证在 50℃- 60℃这个区间,否则低温会凝固,高温会蒸发。在每个换油站做一个小型的蓄水体加热,就可以把油温进行换热加热,保证常年低成本、低温稳定供热。当然,这类技术也非常适合部队营房的集中供热。

“我们在技术上的优势还是非常明显的,所产出的是完全零碳的清洁能源,符合国家‘双碳’目标。另外它的工作效率非常高,目前燃煤、电、燃气锅炉、空气热源泵的工作效率在38%-81%之间,而我们峰值可达95%,均值90%。”尤杰说,“我们技术系统的运营成本也很低,尤其是在内陆地区仅1-2元/平方米/年,高海拔地区也仅在5元以内。”

为国家能源安全战略提供强有力支持

尤杰认为,目前,新能源供热行业正处于一个战略机遇期。从市场规模看,行业正稳定增长。从能源结构看,传统的热电联产和燃煤燃气锅炉仍占主导(约81%),可再生能源供热仅占19%,意味着巨大的存量替代空间。“希望通过我们自主可控的清洁能源技术,为国家能源安全战略提供强有力支持,助力中国实现‘双碳’目标。”他说。

作为新能源领域的创业者,尤杰也希望国家层面能强化管网配套,在推广“煤改清洁能源”取暖时,同步规划并投资管网扩容改造;加大示范项目支持,对园区级多能互补、跨季节储热等前沿项目给予政策资金、审批等扶持;完善市场机制,出台激励政策,将储热、需求侧响应等纳入辅助服务市场或给予专项补贴。

同时他也希望社会各界能加强跨界协同,鼓励和支持能源企业、电网公司、设备商、设计院等成立产业联盟,共同开发解决方案;支持高校设立交叉学科,企业加强与科研院所合作;提升公众认知,通过典型案例宣传,让用户了解新能源供暖的经济与环境长期效益。

尤杰表示,希望相关部门能设立专项,支持长周期、低成本的储热材料与系统,以及智慧能源管理平台的研发;推动标准制定,加快制定多能耦合系统、智慧供热等的设计、建设与验收标准。

来源:《中关村U30》特刊

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