加热技术作为工业化与能源利用的底层支撑,是实现产业绿色转型和提升核心竞争力的关键环节。从国家“双碳”战略到“十四五”能源、制造、航天等系列规划,加热技术的应用场景已覆盖清洁供暖、工业节能改造、可再生能源利用、核能综合开发、农业农村现代化、以及航空航天和国防装备等多个领域。其发展不仅直接关系到清洁能源供给和高端制造的效率提升,更决定着装备制造业、能源产业链和新兴战略性产业的自主可控与持续升级。可以说,加热技术的突破与普及,既是推动产业结构优化的动力引擎,也是支撑我国在全球产业竞争中占据先机的战略抓手。
一级分类:民用、工业、能源、农业、航空航天/国防、科研、前沿探索
二级分类:对应国家战略任务或政策重点(如“清洁供暖”“工业节能改造”“航天器热控”等)
三级场景:具体应用环境(如“学校供暖”“燃煤锅炉替代”“发动机叶片热疲劳试验”等)
A、民用与公共服务(一级分类)
三级应用场景:城镇居民小区供暖、农村散煤替代、公共机构(学校/医院)供暖
对应政策文件:《北方地区冬季清洁取暖规划(2017-2021)》;《推动热泵行业高质量发展行动方案》(2024,国家能源局)
三级应用场景:城市集中供热网、零碳园区能源站、冷热电联供
典型加热技术:热泵耦合系统、余热回收、燃气联合供能
对应政策文件:《十四五可再生能源发展规划》(2021,国家发改委/能源局);《零碳园区建设指南》(2023,生态环境部)
3、建筑节能与绿色建筑(二级分类)
三级应用场景:新建住宅热水系统、既有建筑节能改造
典型加热技术:热泵热水器、太阳能辅助供热
对应政策文件:《建筑节能与绿色建筑发展“十四五”规划》(2022,住建部)
图1 城市集中供热网
B、工业制造与节能(一级分类)
1、高温工艺加热(二级分类)
三级应用场景:钢铁冶炼炉、玻璃熔窑、陶瓷烧结窑、水泥回转窑
典型加热技术:电弧炉、感应炉、燃气加热炉
对应政策文件:《工业绿色发展规划(2021-2025)》;《能效标杆水平和基准水平》系列标准
2、工业余热回收(二级分类)
三级应用场景:烟气余热回收、化工余热利用、蒸汽回收
典型加热技术:高温热泵、余热锅炉
对应政策文件:《节能降碳改造升级实施方案》(2021,工信部/发改委)
三级应用场景:增材制造(3D打印)、复合材料固化
典型加热技术:激光加热、电子束加热、红外加热
对应政策文件:《智能制造发展规划(2016-2025)》
图2 增材制造(3D打印)
1、可再生能源供热(二级分类)
三级应用场景:地热供暖、生物质能供热、太阳能热水
对应政策文件:《可再生能源发展“十四五”规划》(2021,国家发改委/能源局);《关于促进地热能开发利用的若干意见》(2021,能源局)
2、核能供热(二级分类)
三级应用场景:核电站余热区域供暖
典型加热技术:“暖核一号”核能供热示范
对应政策文件:《中国的能源转型》白皮书(2024,国务院新闻办)
3、环境保护(二级分类)
三级应用场景:垃圾焚烧、危险废物高温处置
典型加热技术:等离子体加热、旋转窑焚烧
对应政策文件:《“十四五”全国城镇生活垃圾分类和处理设施发展规划》(2021,住建部)
图3 生活垃圾焚烧炉
D 农业与农村(一级分类)
1、农业温室(二级分类)
三级应用场景:大棚供暖、花卉育苗加温
典型加热技术:热风炉、热水管网、地热加热
对应政策文件:《乡村振兴战略规划(2018-2022)》
2、水产养殖(二级分类)
三级应用场景:恒温鱼塘、循环水系统
典型加热技术:电加热、热泵加热
对应政策文件:《全国渔业发展“十四五”规划》(农业农村部)
3、农村生活与旅游(二级分类)
三级应用场景:农村清洁取暖、温泉康养
典型加热技术:生物质炉、地热供热、空气源热泵
对应政策文件:《关于促进地热能开发利用的若干意见》(2021,能源局);《乡村建设行动实施方案》(2022,国务院)
图4 农村清洁取暖:空气源热泵
E、航空航天与国防(一级分类)
1、航空发动机专项(二级分类)
三级应用场景:叶片热疲劳试验、陶瓷基复合材料热冲击
典型加热技术:激光/燃气加热模拟、高温炉
对应政策文件:《航空发动机与燃气轮机专项(两机专项)实施方案》(科技部/工信部)
2、航天器热控(二级分类)
三级应用场景:热真空实验、再入热流模拟
典型加热技术:辐射加热舱、等离子体风洞
对应政策文件:《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》及“十四五”航天科技发展规划
3、新概念推进(二级分类)
三级应用场景:激光推进、微波加热电推进
典型加热技术:激光阵列加热、微波等离子体
对应政策文件:《国防科技工业发展“十四五”规划》(工信部/国防科工局)
4、高超声速飞行器(二级分类)
三级应用场景:外热流模拟、材料烧蚀试验
典型加热技术:激光瞬态加热、等离子体加热
对应政策文件:《装备发展战略(公开版)》;相关国防科技“十四五”专项
图5 微波等离子体炬
F、科研与实验室(一级分类)
1、材料科学(二级分类)
三级应用场景:蠕变、疲劳、相变研究
典型加热技术:高温炉、激光加热台
对应政策文件:《国家重点研发计划(材料领域)》
2、化学物理(二级分类)
三级应用场景:催化反应、热分解
典型加热技术:管式炉、微波加热器
对应政策文件:《国家重点实验室建设规划》
3、生物医学(二级分类)
三级应用场景:细胞培养控温、灭菌、热疗
典型加热技术:恒温水浴、电加热灭菌器
对应政策文件:《“健康中国2030”规划纲要》
图6 科研院校细胞培养箱
G、前沿探索(一级分类)
三级应用场景:高温水蒸气电解
典型加热技术:固体氧化物电解池(SOEC)
对应政策文件:《氢能产业发展中长期规划(2021-2035)》
2、储能技术(二级分类)
三级应用场景:相变储热、熔盐储热
典型加热技术:相变材料加热器、熔盐槽
对应政策文件:《新型储能发展实施方案(2021-2025)》
3、极端工况模拟(二级分类)
三级应用场景:材料2000℃瞬态加热、深空极端热环境
典型加热技术:高功率激光加热、脉冲加热
对应政策文件:《国家重点研发计划(重大科学仪器专项)》
图7 熔盐储热