项目团队在技能大赛现场合影 均为受访者供图
张杰参加四川省第二届职工创新大赛决赛路演
在能源变革与绿色发展浪潮席卷全球的当下，西南石油大学的“绿色智热---城镇清洁低碳多能智能供热系统”项目犹如一支“奇兵”，成功斩获四川省第二届职工创新大赛二等奖，为清洁能源供热领域注入了全新的活力与希望。该项目凭借其独特的创新魅力和显著的应用价值，不仅在大赛中大放异彩，也在科研团队的砥砺奋进中，铺展出一幅绿色供热的美好蓝图。
解锁清洁供热的“密码”
“绿色智热”项目的核心奥秘在于多能互补与智能调控的巧妙融合。系统让地热能、太阳能、工业余热等多种清洁能源“组合”发力。白天时，太阳能是当之无愧的“主角”，是系统供热的主要能源，地热能和工业余热则充当稳定“配角”，它们和太阳能打配合，共同保证供热的稳定，多余热能则被相变储热设备“收入囊中”，待到需要时再“接棒”供热，完美地解决了热能供给侧和需求侧在空间、时间和强度上不匹配的问题。
“这不是单个设备的单打独斗，而是一项系统工程，需要多种设备协同运行。”项目团队负责人，西南石油大学机电工程学院教授张杰说：“在北方农村，村民们会选择白天用太阳能供热，晚上则利用谷电供暖，通过储热设备实现热能补偿；在内蒙古已有太阳能跨季节储热示范工程，夏天和秋天将热能储存于地下，冬天再将热能提出取来使用，这些都是系统工程。”
智能算法则相当于系统的“最强大脑”，它能结合历年数据，精准预测环境温度与建筑物负载，提前谋划能源供给比例。“例如，公共建筑和住宅的昼夜用能需求不同，或者在天气温度骤降时期，系统便会自动调节，用各方能源供给，实现节能优化。”张杰说：“这种智能调控，如同为供热系统配备了一位‘智慧管家’，让能源分配更加科学高效。”
此外，团队对中深层地热取热用同轴套管取热技术和U型井取热技术进行建模优化，进一步提升中深层地热的“取热不取水”效率。“这项技术主要在陕西等地推行，传统的水热型地热井都是在2000米深的地下抽水取热，取热后不回灌或回灌率较低时会对生态环境产生影响。”张杰介绍。他们的技术创新，不仅很好解决了传统地热能开发中的“痛点”，也为北方省份的清洁供热开辟了更为高效的“新路径”。
那些与“热”相伴的日子
提起参与创新大赛，张杰坦言：“这是我第一次参赛，因对赛事不太了解，起初并不太在意。”但随着初赛通过，团队从231个参赛项目中突出重围，进入复赛，再从复赛胜出进入决赛，张杰及其团队的心逐渐紧张起来：“复赛全省只有36个项目入围，到了决赛就只剩9个项目了，决赛要求我们现场抽题，在封闭环境中撰写解决方案，并在规定时间提交解决的PPT，最后还要在决赛现场路演和答辩，这让我们感受到取胜的不易。”为了赢得这场比赛，团队成员们彻夜加班按时完成了决赛关于快消品企业数字化转型的解决方案，在项目路演和答辩环节得到评委好评。
张杰团队创新项目之所以能胜出，源于团队成员通力合作将不同学科完美融合的默契和多年科研、实践得来的底气。
团队中，清洁能源装备专家张杰、刘洪斌负责供热系统的运行工况分析和需求分析，开发多能互补系统和储热设备；数据分析专家张旭伟负责数据的收集，采用相应算法对数据处理和分析工作，为系统开发和优化提供数据支持；博士生胡特负责现场测试和系统调试工作。
早在2018年，张杰及其团队便开启他们的地热征程，在地热开采技术与装备、换热管等领域深耕不辍。与国内地热“巨头”中石化绿源地热能开发有限公司开展产学研合作，从现场实践中汲取经验。2022年，为了获取一手数据，团队更是深入到宁夏农村。“那是深冬的宁夏农村，团队的同学们白天在村委会院子里做实验，晚上就睡在村委会的桌子上，寒冷的夜里，每隔1至2小时就得起床记录数据。”西北农村的寂寞与寒冷如影随形，但他们却在这艰苦环境中获取的宝贵数据，成为他们优化系统的关键密码。“这些是在资料和文献里查不到的东西，全在了这寒冷却又充实的夜晚。”回忆往昔，团队博士生胡特感叹。而那些从实验室的技术研发到实地应用的反复验证，他们如同在黑暗中摸索前行的探路者，每一步都走得艰辛却愈发坚定。
从“实验室”到“广袤大地”
“绿色智热---城镇清洁低碳多能智能供热系统”又一大亮点，则在于它的“可变”性，即可根据环境和当地需求安装不同的设备装置，满足差异化需求。
团队研发的中小型设备，适宜农村使用。“在农村，白天可用太阳能储热，晚上则可利用谷电储热，村民随时都能享受稳定热源。”张杰说。这不仅降低了农村居民的用能成本，更为农村能源转型注入强劲动力，成为点亮乡村生活的温暖之光。
在南方，冬季不似北方寒冷，团队则将目光瞄准了南方的夏季制冷。“在城市大型建筑、商业综合体等可推行基于浅层地热的多能互补模式，通过系统热量交换的原理，让地热能为南方夏季带来清凉。”张杰说。
团队还持续优化系统，助力清洁能源深度融入城市生活。通过智能调控，实现不同能源的精准匹配，让城市供热制冷更加高效、环保、节能，为城市居民打造绿色低碳的生活环境。目前，项目部分成果已在西咸新区的住宅小区供暖领域应用。
关于未来，张杰教授透露，团队正将目光投向氢能领域，“目前，团队已研发了金属堆燃料电池系统，在两轮车、无人机、旅游观光车及固定电站领域进行应用，我们团队在热能领域创新技术与氢燃料电池热管理系统深度融合，拓展应用领域，为能源变革注入多元活力。”
“绿色智热”项目从实验室走向赛场，从赛场走向应用，一路披荆斩棘，团队用汗水和智慧书写了创新的故事。未来，他们将继续扎根技术创新，让绿色热能温暖更多角落，点亮能源转型的璀璨星河。
