在全球变暖加剧与双碳目标持续推进的双重背景下,降温节能、绿色降碳已成为建筑、能源、工业领域的核心发展课题。长期以来,人类社会的降温散热高度依赖空调、制冷机组、工业冷却设备等主动制冷方式,这类设备运行需要消耗大量电能,不仅加剧社会用电负荷、推高生产生活成本,排放的废热还会持续加剧城市热岛效应,形成"越制冷、越高温"的恶性循环。传统隔热保温技术仅能被动阻隔热量侵入,无法主动消解物体表面积热,节能效果存在明显上限,难以适配零碳建筑、新能源电站、工业绿色生产的发展需求。作为《2026年十大新兴技术》权威入选成果,被动辐射制冷技术凭借零能耗、无污染、全天候自主降温的独特优势,突破传统节能技术瓶颈,成为兼具生态价值、经济价值与社会价值的绿色底层技术,目前已完成产业化落地,在建筑节能、新能源增效、工业运维、冷链防护等多领域规模化应用。
被动辐射制冷技术的核心原理,依托地球大气天然存在的红外透明窗口,是一种完全遵循自然物理规律的绿色降温技术。大气层对8至13微米波段的红外辐射具备极高穿透性,地表物体蓄积的热量可通过该波段直接辐射至温度接近绝对零度的外太空,实现无能耗、无介质的热量散失。传统降温技术要么依靠电能做功抵消热量,要么通过隔热材料阻挡热量进入,而被动辐射制冷材料通过纳米光学结构精准调控光谱特性,实现超高太阳光反射率与超高红外辐射率的双重特性。白天可反射95%以上的太阳短波辐射,最大限度阻隔外界热量输入;夜间持续通过红外辐射释放物体积热,实现全天候不间断无源降温。整个过程无需电力、无需人工干预、无碳排放、无机械损耗,彻底颠覆了人类百年以来依靠能源换降温的传统模式,是绿色节能领域的颠覆性技术创新。
建筑节能是被动辐射制冷技术最基础、最普惠的应用场景,有效破解城市建筑能耗过高、热岛效应突出的民生与生态难题。城市高层建筑、厂房、小区屋面与外墙长期暴露在阳光下,夏季高温时段建筑表面温度可突破60摄氏度,大量热量持续传导至室内,迫使空调长时间高负荷运转,造成电力资源极大消耗。数据显示,我国建筑制冷能耗占民用总用电量四成以上,夏季用电高峰的电力缺口多数源于建筑制冷负荷。将被动辐射制冷涂层喷涂于建筑屋面、外墙、玻璃幕墙后,可稳定降低建筑表面温度8至15摄氏度,室内温度同步下降3至6摄氏度,直接减少空调启停频次与运行时长。经实际工程测算,民用住宅、商业楼宇、写字楼应用该技术后,夏季制冷能耗可降低30%至40%,大幅削减居民用电开支与商业建筑运营成本。
从城市宏观治理角度,大规模推广被动辐射制冷技术可有效缓解城市热岛效应。当前城市混凝土、沥青、金属屋面等传统材料吸热率高、散热差,大量蓄积热量导致城区温度长期高于郊区,加剧高温天气影响,增加城市整体制冷能耗。全域推广无源降温材料后,城市建筑与基础设施可实现自主散热,大幅减少环境蓄热,优化城市微气候,提升居民居住舒适度,降低极端高温天气对城市运行的负面影响。该技术无需改造建筑主体、施工便捷、改造成本低、使用寿命长,适配新旧建筑节能改造,是低成本、轻量化的城市绿色低碳改造方案。
在新能源产业领域,被动辐射制冷技术有效破解光伏组件高温衰减难题,助力新能源提质增效。光伏发电是我国清洁能源体系的核心支柱,但光伏电池存在显著的高温短板,组件工作温度每升高1摄氏度,发电效率下降0.3%至0.5%。夏季高温时段,光伏电站组件温度普遍超过55摄氏度,发电效率衰减可达15%以上,大量清洁能源产能被温度损耗抵消,严重制约光伏电站发电收益与资源利用效率。传统光伏降温依靠喷淋、通风、水冷等方式,不仅消耗额外水电资源,还需要配套运维设备,增加电站运营成本与设备损耗。
被动辐射制冷涂层可直接贴合光伏组件表面,在不消耗任何能源的前提下,持续降低组件工作温度5至10摄氏度,有效抑制高温衰减,将光伏电站整体发电效率提升8%至12%。对于大型集中式光伏电站、分布式屋顶光伏电站而言,技术落地无需新增运维体系、无额外能耗、增效效果稳定,可显著提升电站年均发电量与投资回报率,推动新能源产业高效、绿色、低成本发展,助力清洁能源替代化石能源,夯实双碳战略落地根基。
工业生产与电力设备运维领域的应用,充分彰显了该技术的产业实用价值。各类工业厂房、仓储库房、高温生产车间,夏季室温过高不仅影响生产作业环境,还会加速设备老化、降低产品良品率。被动辐射制冷技术可实现厂房整体降温,优化作业环境,减少车间通风、制冷设备能耗,助力工业企业节能降本、绿色生产。同时,户外电力变压器、配电柜、通信基站、输电设备长期暴露在高温环境中,极易出现设备过热、线路老化、过载跳闸等故障,高温天气是电力设备故障高发的核心诱因。在电力设备表面应用无源降温涂层,可持续降低设备运行温度,规避高温过载故障,延长电力设备使用寿命,降低电网运维成本与停电风险,保障电力系统稳定安全运行。
此外,该技术在冷链物流、户外设施、交通工程等场景具备广阔应用前景。传统冷链仓储、运输车厢需要持续制冷控温,能耗成本居高不下,喷涂辐射制冷材料可辅助降温控温,减少冷链设备运行负荷,降低冷链物流能耗与运营成本。高速公路、桥梁、户外大型设施可通过无源降温减少结构热胀冷缩损耗,延缓设施老化,延长基础设施服役年限,降低市政运维投入。相较于传统节能技术,被动辐射制冷技术适配场景广、落地门槛低、长期收益高,且完全无碳排放、无二次污染,生态友好性突出。
从社会发展与产业变革维度来看,被动辐射制冷技术的规模化落地具备深远的战略意义。在经济层面,它以极低的改造成本实现建筑、工业、新能源领域的持续降本增效,为市场主体减负、为实体经济赋能;在生态层面,大幅降低全社会制冷能耗,减少火电碳排放,缓解城市热岛效应,助力绿色低碳发展;在民生层面,优化人居环境、降低居民用电成本、提升公共设施运行稳定性,切实增进民生福祉。不同于概念化、小众化的前沿技术,被动辐射制冷技术成熟度高、可批量推广、普惠性强,是典型的扎根实体、服务社会、解决刚需的实用型科技创新。
科技的核心价值,在于以自然规律为依托、以社会刚需为导向,用低成本、可持续的技术方案破解发展难题。被动辐射制冷技术跳出"以能耗换舒适、以能源换产能"的传统发展思维,依托自然物理原理实现零能耗降温,重构绿色节能产业的发展逻辑。未来,随着材料工艺持续优化、应用场景持续拓宽,这项技术将深度融入城市建设、新能源发展、工业生产、基础设施运维等各个领域,持续释放节能降碳、提质增效、普惠民生的多元价值,为我国构建绿色低碳产业体系、推进生态文明建设、实现经济社会高质量可持续发展提供坚实的科技支撑。