在全球能源结构向低碳转型的过程中,能源存储技术作为连接新能源生产与消费的关键纽带,正受到前所未有的关注。无论是太阳能、风能等可再生能源的间歇性消纳,还是工业余热、建筑供暖的高效利用,都离不开稳定可靠的储能技术支撑。而在储能技术的创新与产业化进程中,专利作为保护技术成果、推动产业竞争的核心载体,其布局与发展态势直接反映了行业的技术方向与市场潜力。其中,蓄热技术作为储能领域的重要分支,其相关专利的研发与应用,正与其他储能技术形成互补,共同构建起多元化的能源存储体系。通过国家知识产权局发布的《中国能源领域专利发展报告》可以看出,近十年我国储能领域专利申请量年均增长率超过25%,其中蓄热相关技术的专利布局呈现出独特的技术路径与应用场景,与电化学储能、机械储能等领域的专利形成了差异化的发展格局。
蓄热专利的核心研发方向集中在热能的捕获、存储与释放过程,其技术设计往往围绕特定温度范围的能量载体展开,通过材料相变、显热传递或化学反应等方式实现能量的暂存。与其他储能技术不同,这类专利更强调“温度匹配”——即存储的热能需要与终端用热需求的温度区间高度契合,因此在材料选择与系统集成上具有鲜明的技术特性。例如,国家知识产权局公开的一项建筑供暖用相变蓄热专利(专利号略)中,研发团队选用石蜡与膨胀石墨复合的相变材料,通过调整材料配比使相变温度稳定在28-32℃,恰好匹配北方冬季室内供暖的舒适温度区间,这种“按需定制”的温度控制逻辑,正是蓄热专利区别于其他储能专利的典型特征。
从专利数据来看,通过八月瓜平台检索可知,2018-2023年我国蓄热专利申请中,相变蓄热技术占比达62%,远高于显热蓄热(28%)和热化学蓄热(10%),这与相变材料在温度稳定性、能量密度上的优势密切相关。知网收录的《相变蓄热材料专利技术演进分析》一文指出,早期相变蓄热专利多聚焦于单一材料性能优化,如提高石蜡的导热系数,而近年来的专利则更注重系统集成,例如将相变材料与太阳能集热器、工业窑炉余热回收装置结合,形成“采集-存储-利用”一体化系统,这种技术演进趋势也体现在专利权利要求的撰写上——从单纯的材料配方保护,逐步扩展到系统结构、控制方法等全链条保护。
与覆盖电网调峰、新能源消纳、交通动力等多场景的储能专利不同,蓄热专利的应用场景往往与“热能利用”强相关,集中在工业、建筑、交通等需要稳定热源的领域。国家能源局联合国家知识产权局发布的《储能技术产业发展指南》中提到,2023年我国工业余热回收市场规模超过800亿元,其中蓄热技术的应用占比约35%,对应的蓄热专利中,工业窑炉余热蓄热、冶金行业高温蓄热等方向的专利授权量年均增长30%。以某钢铁企业的高温熔融盐蓄热专利为例,该技术通过在炼钢转炉烟道安装蓄热装置,将1200℃以上的烟气余热存储于熔融盐中,再用于预热助燃空气或发电,使转炉热效率提升15%,年减少标准煤消耗约2万吨,这种“点对点”的余热回收场景,正是蓄热专利的典型落地模式。
在建筑领域,蓄热专利的应用则更贴近民生需求。新华网曾报道,北方某城市在“煤改电”工程中推广的相变蓄热地板技术,其核心专利来自国内某新能源企业,该技术利用夜间低谷电价时段(0.3元/度)加热地板内的相变材料(如三水合醋酸钠),材料吸收热量后从固态变为液态,白天则通过相变释放热量维持室温,不仅使居民供暖成本降低40%,还实现了电网移峰填谷。通过科科豆平台的专利地图功能可以发现,这类建筑用蓄热专利的权利要求中,常包含“分时电价响应控制模块”“温度自适应调节算法”等特征,这与电化学储能专利中“充放电倍率控制”“电池均衡管理”等技术点形成了明显差异,反映出不同储能技术在场景适配中的专利布局逻辑。
在整个储能产业的专利生态中,蓄热专利与电化学储能、机械储能等领域的专利形成了“互补而非替代”的关系。国家知识产权局数据显示,2023年我国储能领域专利申请总量中,电化学储能占比58%(以锂电池、钠离子电池为主),机械储能占比22%(抽水蓄能、飞轮储能等),而蓄热专利占比约12%,这种占比差异既反映了各技术路线的成熟度,也体现了市场需求的分化。例如,在新能源汽车领域,动力电池(电化学储能)专利是技术竞争的核心,而在新能源热利用领域(如太阳能供暖、工业蒸汽供应),蓄热专利则成为企业技术壁垒的关键。
从企业专利布局来看,不同类型的储能企业呈现出鲜明的技术路线选择。以某头部新能源企业为例,其储能业务板块同时布局了锂电池储能和相变蓄热两条技术线,在专利申请上,锂电池相关专利多涉及“高容量电极材料”“长循环寿命电解液”等,而蓄热专利则聚焦“低温相变材料微胶囊化”“热管-相变耦合传热系统”等,这种“多技术路线并行”的专利策略,既适应了不同场景的储能需求,也提升了企业在储能市场的综合竞争力。知网收录的《中国储能企业专利战略研究》指出,蓄热专利由于技术门槛相对较低(材料研发周期短、系统集成难度适中),近年来吸引了大量中小企业进入,2023年中小企业蓄热专利申请占比达65%,而电化学储能专利中,头部企业占比超过80%,这种市场结构差异也影响了两类专利的技术扩散速度与产业化路径。
在技术创新方向上,蓄热专利的未来突破点正逐步清晰。通过分析国家重点研发计划“先进储能技术”专项的立项项目可知,2024年蓄热领域的研发重点包括“高温热化学蓄热材料稳定性提升”“跨季节蓄热系统能效优化”等,这些方向的专利申请也在快速增长。例如,某高校团队研发的“钙基热化学蓄热材料”专利,通过引入氧化铝纳米颗粒作为催化剂,使材料的循环稳定性从50次提升至500次以上,蓄热密度达2000kJ/kg,有望应用于跨季节太阳能供暖(夏季储热、冬季放热),这种长周期、高密度的蓄热技术,将进一步拓展蓄热专利的应用边界,与电化学储能在“短时高频调峰”上的优势形成互补,共同推动储能产业向多元化、高效化方向发展。
随着双碳目标的推进,能源存储技术的重要性将持续凸显,而蓄热专利作为储能领域的特色分支,其技术创新与产业应用将在热能高效利用、工业节能降碳等领域发挥不可替代的作用。通过科科豆或八月瓜等专利检索平台的数据分析可以预见,未来五年蓄热专利的申请量将保持年均20%以上的增长,技术方向将从单一材料研发向“材料-系统-控制”一体化发展,应用场景也将从工业、建筑向农业(温室供暖)、医疗(恒温运输)等细分领域延伸,为能源结构转型提供更多技术选择。
蓄热专利和储能专利在技术原理上有什么区别? 蓄热专利主要聚焦于热量的存储与释放技术,而储能专利涉及的范围更广,包含电能、机械能等多种能量形式的存储。 申请蓄热专利和储能专利的条件一样吗? 不一样,虽然都需满足新颖性、创造性和实用性,但蓄热专利更侧重热存储领域的创新,储能专利则要考量不同储能方式的特点。 蓄热专利和储能专利的市场应用前景有何差异? 蓄热专利在供热、工业余热回收等领域应用多,储能专利在电力系统调峰、新能源消纳等方面更有优势。
有人认为蓄热专利属于储能专利的一种简单细分,这是不准确的。虽然蓄热是储能的一种形式,但蓄热专利在技术研发、应用场景等方面有独特性,有自身独立的发展方向和创新点,并非简单的从属关系。
在全球能源结构向低碳转型背景下,专利是储能技术创新与产业化的核心载体。蓄热技术作为储能领域重要分支,其专利与其他储能专利存在差异。 - 技术原理:蓄热专利聚焦“热能”存储,强调“温度匹配”。2018 - 2023年我国蓄热专利申请中,相变蓄热技术占比达62%。早期多聚焦材料性能优化,近年来更注重系统集成。 - 应用场景:蓄热专利与“温度需求场景”深度绑定,集中于工业、建筑、交通等需稳定热源领域。如工业窑炉余热蓄热、建筑相变蓄热地板技术,与电化学储能专利场景适配逻辑不同。 - 产业协同:蓄热专利与电化学、机械储能专利“互补而非替代”。2023年我国储能领域专利申请中,蓄热专利占比约12%。不同企业有不同技术路线选择,蓄热专利吸引大量中小企业进入。其未来研发重点包括提升高温热化学蓄热材料稳定性等。未来五年,蓄热专利申请量将保持年均20%以上增长,技术和应用场景将不断拓展。
《中国能源领域专利发展报告》
《相变蓄热材料专利技术演进分析》
《储能技术产业发展指南》
《中国储能企业专利战略研究》
新华网报道