上海绿色制造展关注到，工业领域深度脱碳的最大挑战之一——中高温热能的绿色供应，正迎来革命性技术突破。近日，我国科研团队在国际上首次成功研制出泵热温度超过200℃的超高温热泵原型样机。展会了解到，这项基于热声斯特林原理的创新技术，不仅攻克了传统热泵的温区与工质瓶颈，更为造纸、印染、陶瓷、冶金等大量耗热工业提供了一条无需直接燃烧化石燃料的潜在供热新路径，标志着工业低碳供热技术进入全新发展阶段。

一、行业瓶颈：工业“热需求”与“低碳化”的根本矛盾

工业供热消耗了我国约40% 的热能，温度需求覆盖100℃至1000℃以上的广阔区间。实现这一庞大热能的低碳供应，是达成“双碳”目标的核心挑战。现有技术路径面临双重困境：传统的蒸汽压缩热泵受限于工质和材料，难以突破200℃ 的温区天花板；而二氧化碳热泵则存在系统高压和高温下能效下降的瓶颈。工业中高温热源的可再生化，亟需原理层面的原创性突破。

二、技术突破：热声斯特林技术打开“超高温”之门

中国科学院理化技术研究所的研究团队长期致力于热声斯特林技术研究，近期取得的两方面突破，为问题提供了全新的解决方案：

攻克压缩机难题的“双作用自由活塞”样机：团队创新提出 “反相运行” 声场调控机制，成功研制国际首台泵热温度超200℃ 的双作用自由活塞式热声斯特林超高温热泵。该设计巧妙规避了研制耐超高温、高压差压缩机的世界性难题，实现了技术路线的跨越。

完全无运动部件的“纯热驱动”样机：团队另研发了完全无运动部件的热声热泵样机。该装置仅依靠热能驱动，即可将约140℃ 的低温工业废热提升至270℃ 以上进行再利用，实现了对废弃热能的“搬运”与品位升级，系统可靠性潜力极高。

三、核心优势：天然工质、宽广温区与高效潜力

与现有技术相比，热声斯特林超高温热泵展现出多重颠覆性优势：

工质绝对环保与安全：采用氦、氩等天然惰性气体作为工质，无毒、不可燃、不破坏臭氧层且无温室效应，彻底解决了合成氟化物工质的环保与供应短缺问题。

工作温区极为宽广：该技术原理上可覆盖从近室温至500℃以上的温区，能够满足绝大多数工业流程的热量需求，应用前景广阔。

效率与可靠性潜力高：系统结构相对简单，尤其是无运动部件版本，有望实现高可靠性与长寿命，为工业连续稳定运行奠定了基础。

四、应用展望：重塑高耗热行业的能源地图

此项突破的深远意义在于，它首次为工业领域提供了一种有望规模化替代燃煤、燃气锅炉的电气化高温热源方案。若未来实现产业化，它将直接赋能：

流程工业：为造纸烘干、印染定型、陶瓷烧结、冶金加工等环节提供绿色蒸汽或高温热风。

余热回收：将大量中低温工业余热提升为可用的高品位热能，实现能源的梯级高效利用。

系统脱碳：与可再生能源电力结合，构建“绿电”驱动“绿热”的完全零碳供热系统。

上海绿色制造展认为，超高温热泵技术的突破，是工业用能体系从“燃料燃烧”转向 “电能驱动”和“热量搬运” 这一根本性变革的关键拼图。它不仅是单项设备的创新，更预示着整个工业热工基础的重构。展会持续关注并致力于展示此类处于产业化前夜的前沿性、颠覆性绿色技术，它们代表了未来工业的核心竞争力，将为高耗热产业的深度脱碳与可持续发展注入强大的原生动力。

来源：宁德市科学技术局官网（转载自《科技日报》）

如果有侵权行为，请联系删除。