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2023年12月20日，中國工程(cheng)院、科睿(rui)唯安公(gong)司與(yu)高等教育出版社在京聯合發(fa)布《全(quan)球工程(cheng)前沿(yan)2023》報告。其中，“長時大(da)規(gui)模儲(chu)熱及熱機械儲(chu)能技術”作為能源與(yu)礦業工程(cheng)領(ling)域Top 12工程(cheng)開(kai)發(fa)前沿(yan)逐年核心(xin)專利公(gong)開(kai)量成(cheng)功(gong)入選(xuan)。

《全球工程前沿(yan)2023》報(bao)告對“長時(shi)大規模儲熱及(ji)熱機械儲能技(ji)術”闡述如下：

儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)及熱(re)(re)機(ji)械儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)技(ji)(ji)術(shu)(shu)是(shi)一種(zhong)基于熱(re)(re)質傳遞(di)輸運(yun)和熱(re)(re)功可逆轉化(hua)(hua)的能(neng)(neng)(neng)量存儲(chu)(chu)(chu)技(ji)(ji)術(shu)(shu)，可從技(ji)(ji)術(shu)(shu)和經濟的角度(du)(du)實現能(neng)(neng)(neng)量的長(chang)時跨季節規模化(hua)(hua)存儲(chu)(chu)(chu)，具有能(neng)(neng)(neng)量密度(du)(du)高、利用(yong)方式(shi)靈活、綜合(he)效率(lv)高、成本可控等優(you)點，是(shi)推動(dong)碳中(zhong)和目標下能(neng)(neng)(neng)源綠色轉型(xing)、構建以新能(neng)(neng)(neng)源為主體的零碳電力系統的關鍵(jian)技(ji)(ji)術(shu)(shu)。儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)技(ji)(ji)術(shu)(shu)包括顯熱(re)(re)儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)、相變儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)和熱(re)(re)化(hua)(hua)學儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)，熱(re)(re)機(ji)械儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)技(ji)(ji)術(shu)(shu)涵蓋壓(ya)縮空氣/二(er)氧化(hua)(hua)碳儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)、液化(hua)(hua)空氣/二(er)氧化(hua)(hua)碳儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)和卡(ka)諾(nuo)電池（也稱熱(re)(re)泵儲(chu)(chu)(chu)電）。

主要(yao)技術(shu)(shu)方向包括(kuo)：儲(chu)熱(re)與(yu)(yu)傳(chuan)熱(re)傳(chuan)質(zhi)多尺度耦合機制(zhi)的(de)(de)(de)構(gou)建方法(fa)；儲(chu)熱(re)材(cai)料物理化(hua)學(xue)性(xing)質(zhi)的(de)(de)(de)主動調(diao)控(kong)策(ce)略；安全高效封裝與(yu)(yu)隔(ge)熱(re)材(cai)料的(de)(de)(de)開發與(yu)(yu)制(zhi)備；基于拓(tuo)撲優化(hua)理論和(he)AI算法(fa)的(de)(de)(de)儲(chu)熱(re)裝置結構(gou)優化(hua)技術(shu)(shu)；極端溫度、壓(ya)力條件(jian)下的(de)(de)(de)高等(deng)熵效率(lv)壓(ya)縮(suo)與(yu)(yu)膨脹技術(shu)(shu)；儲(chu)熱(re)及熱(re)機械儲(chu)能系(xi)統的(de)(de)(de)熱(re)力學(xue)與(yu)(yu)經濟性(xing)分(fen)析(xi)；儲(chu)熱(re)及熱(re)機械儲(chu)能系(xi)統的(de)(de)(de)多場景(jing)智慧運(yun)行調(diao)控(kong)技術(shu)(shu)。

發展趨勢包括：①材料層面，在綜合考慮儲熱材料熱物性、腐蝕性和穩定性的基礎上開展新型復合儲熱材料的主動設計與制備；②裝備層面，與3D打印等增材制造技術相結合，研發明確目標下具備相應高自由度結構的儲熱與動力裝備；③系統層面，將儲熱(re)及熱(re)機械儲能系統同零碳(tan)電力(li)系統、零碳(tan)燃料系統相融合，拓展為(wei)可提供靈活能源方案(an)的智慧能源系統。

據(ju)介紹(shao)，《全(quan)球工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)前沿(yan)(yan)2023》報告由中國工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)院全(quan)球工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)前沿(yan)(yan)項(xiang)(xiang)目組編(bian)制，主要(yao)圍繞(rao)機械與(yu)運(yun)載工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)，信(xin)息與(yu)電子工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)，化工(gong)(gong)、冶(ye)金與(yu)材料工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)，能(neng)源(yuan)與(yu)礦業(ye)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)，土木(mu)、水(shui)利與(yu)建筑(zhu)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)，環境與(yu)輕紡工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)，農(nong)業(ye)，醫藥衛生和(he)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)管理9個領(ling)域，共研(yan)判93項(xiang)(xiang)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)研(yan)究前沿(yan)(yan)和(he)94項(xiang)(xiang)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)開發(fa)前沿(yan)(yan)。

2023全球工程前沿呈現三大特征。一是，新興前沿持續演進：新一輪科技革命和產業變革深入發展，機器人、大模型、量子芯片、合成生物學、泛基因組等新興技術不斷突破，為全球科技和產業創新提供新動能。二是，交叉前沿融合創新：學科交叉融合持續推進，人工智能、機器人、可再生能源等新技術加速向各領域滲透融合，邁向智能化、無人化、精準化、低碳化，催生全球科技和產業創新發展新模式。三是，應用前沿深入發展：以(yi)應(ying)用場景驅動，以(yi)解決復雜問題為導向，多目(mu)標協同、多維度兼(jian)顧，統籌局部與(yu)整體、本體和環(huan)境、數量和質(zhi)量、品質(zhi)和效率，拓展(zhan)全(quan)球科技與(yu)產業創(chuang)新的新格局。

工程(cheng)前(qian)沿(yan)是(shi)指對工程(cheng)科技未來發(fa)展有(you)重(zhong)大(da)影響和引(yin)領(ling)作用的關鍵方向(xiang)，是(shi)培育(yu)工程(cheng)科技創新能力(li)的重(zhong)要指引(yin)，具有(you)前(qian)瞻(zhan)性、先導性和探索性的特征。根(gen)據(ju)前(qian)沿(yan)所處的創新階段(duan)，工程(cheng)前(qian)沿(yan)可分為側(ce)重(zhong)理論探索的工程(cheng)研究前(qian)沿(yan)和側(ce)重(zhong)實踐應用的工程(cheng)開發(fa)前(qian)沿(yan)。全(quan)球工程(cheng)前(qian)沿(yan)研究采(cai)用專家(jia)與數據(ju)多(duo)輪交(jiao)互、迭代遴選研判的方法開展。

據悉，2017年(nian)以(yi)來，中(zhong)國(guo)工程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)院(yuan)每年(nian)組織開(kai)展(zhan)全(quan)球(qiu)(qiu)工程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)前沿(yan)研究項目，依托中(zhong)國(guo)工程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)院(yuan)9個學部(bu)和(he)(he)中(zhong)國(guo)工程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)院(yuan)《工程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)》系列期刊研究團隊(dui)，研判(pan)并發(fa)(fa)(fa)布當年(nian)全(quan)球(qiu)(qiu)近百項工程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)研究前沿(yan)和(he)(he)工程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)開(kai)發(fa)(fa)(fa)前沿(yan)，每年(nian)發(fa)(fa)(fa)布中(zhong)英(ying)文全(quan)球(qiu)(qiu)工程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)前沿(yan)報告，以(yi)期發(fa)(fa)(fa)揮學術(shu)引領作(zuo)用，引導工程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)科技和(he)(he)產(chan)業創新發(fa)(fa)(fa)展(zhan)。