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8月30日，我國目前最大規模的“火電熔鹽儲熱”項目在安徽宿州電廠正式投運，該項目采用390攝氏度高溫和190攝氏度低溫兩個熔鹽儲罐進行儲熱，儲熱工質為三元熔鹽，設計儲熱容量為1000兆瓦時。

近年來，隨著儲能(neng)技術的(de)快速(su)發展(zhan)，火電機組耦合儲能(neng)技術逐漸成為火電靈活性改造的(de)主流，熔鹽儲熱技術就是(shi)其中之(zhi)一。

熔鹽(yan)儲(chu)熱是通過硝酸鹽(yan)等介質(zhi)進行(xing)熱能(neng)儲(chu)存與釋放的(de)長(chang)時大容量儲(chu)能(neng)技(ji)術，具備儲(chu)熱時間長(chang)、容量大、與火電機(ji)組耦合適配(pei)(pei)性(xing)高、施工建設難(nan)度低、技(ji)術成熟、發展前景廣闊等優勢，成為火電機(ji)組配(pei)(pei)儲(chu)主流方向(xiang)。

當(dang)前，熔(rong)鹽儲熱(re)(re)技術(shu)已(yi)經在火(huo)電(dian)(dian)(dian)(dian)機組靈活性改造、谷電(dian)(dian)(dian)(dian)/棄(qi)電(dian)(dian)(dian)(dian)儲熱(re)(re)和(he)退役(yi)機組改造等領域應用。但這項技術(shu)要實現進一步發展，進而(er)成為火(huo)電(dian)(dian)(dian)(dian)配(pei)儲的最優選擇，仍需破解供熱(re)(re)火(huo)電(dian)(dian)(dian)(dian)機組熱(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)解耦、火(huo)電(dian)(dian)(dian)(dian)機組調峰(feng)和(he)機組延(yan)壽等方面(mian)的問題。

位于青(qing)海省海西州(zhou)德令哈市(shi)的(de)(de)青(qing)海中控(kong)50兆(zhao)瓦光熱(re)電(dian)(dian)站，是全(quan)球(qiu)首個年(nian)發(fa)電(dian)(dian)量(liang)超過(guo)年(nian)設計發(fa)電(dian)(dian)量(liang)的(de)(de)塔(ta)式熔鹽(yan)儲能光熱(re)電(dian)(dian)站。

01

主流技術存在待解難題

儲(chu)能技術(shu)(shu)(shu)主要分(fen)為機(ji)械(xie)儲(chu)能、電化學儲(chu)能、儲(chu)熱(re)、電磁儲(chu)能以及化學儲(chu)能五類，熔鹽(yan)儲(chu)熱(re)技術(shu)(shu)(shu)屬于(yu)顯熱(re)儲(chu)熱(re)技術(shu)(shu)(shu)，通過熔鹽(yan)系統(tong)儲(chu)放熱(re)完成機(ji)組能量(liang)的時空調(diao)控，是大規模中(zhong)高溫儲(chu)熱(re)的主流(liu)技術(shu)(shu)(shu)方向(xiang)。

在火(huo)(huo)電靈(ling)活(huo)性改(gai)造和長(chang)(chang)時(shi)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)場(chang)景(jing)中(zhong)，熔鹽(yan)儲(chu)(chu)(chu)熱(re)是目前火(huo)(huo)電機(ji)(ji)組(zu)(zu)配(pei)(pei)儲(chu)(chu)(chu)的技術經濟性最優方式。一方面，熔鹽(yan)儲(chu)(chu)(chu)熱(re)更(geng)適用于長(chang)(chang)時(shi)大容量(liang)的場(chang)景(jing)，在成(cheng)本、儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)時(shi)長(chang)(chang)和容量(liang)規模(mo)上(shang)顯(xian)著優于電池(chi)類(lei)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)、飛輪儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)和超級電容儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)；另一方面，熔鹽(yan)儲(chu)(chu)(chu)熱(re)可以(yi)直接利(li)用火(huo)(huo)電機(ji)(ji)組(zu)(zu)余熱(re)、蒸汽、煙氣(qi)等進行儲(chu)(chu)(chu)熱(re)，且能(neng)(neng)同步解決(jue)“以(yi)熱(re)定電”難題，比(bi)壓(ya)縮空氣(qi)和飛輪儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)更(geng)適配(pei)(pei)火(huo)(huo)電機(ji)(ji)組(zu)(zu)。

在施工建設難(nan)度方面(mian)，熔(rong)鹽儲熱(re)不受地理和地質條件的(de)(de)限(xian)制，比抽水(shui)蓄能和壓縮空氣儲能的(de)(de)選(xuan)址更靈活；在環(huan)境(jing)保護方面(mian)，熔(rong)鹽無毒性，無環(huan)境(jing)污染問題，相對電化學儲能環(huan)境(jing)友好性高(gao)；從安(an)全方面(mian)看(kan)，相比于氫(qing)的(de)(de)易(yi)燃易(yi)爆，熔(rong)鹽儲熱(re)系統(tong)的(de)(de)安(an)全性更高(gao)。

目(mu)(mu)前(qian)，火(huo)電(dian)(dian)機組耦合(he)(he)熔鹽(yan)儲(chu)熱(re)技術的(de)(de)優勢已(yi)經在許多(duo)示范項(xiang)目(mu)(mu)得以驗證。例如江(jiang)蘇國信(xin)靖江(jiang)電(dian)(dian)廠煤電(dian)(dian)耦合(he)(he)熔鹽(yan)儲(chu)熱(re)項(xiang)目(mu)(mu)，儲(chu)能(neng)容量達到(dao)80兆(zhao)瓦時(shi)(shi)，已(yi)于2022年(nian)投(tou)(tou)運(yun)，采用電(dian)(dian)蓄熱(re)解決調(diao)峰(feng)(feng)和調(diao)頻問題，機組爬(pa)坡速率大于3%，自動發(fa)(fa)電(dian)(dian)控制（AGC）收益較好；國能(neng)河北龍山發(fa)(fa)電(dian)(dian)有限公司（600兆(zhao)瓦亞臨界空冷(leng)機組）“抽汽(qi)+熔鹽(yan)”的(de)(de)蓄能(neng)項(xiang)目(mu)(mu)采用多(duo)汽(qi)源抽汽(qi)-配汽(qi)調(diao)控技術，儲(chu)熱(re)容量為730兆(zhao)瓦時(shi)(shi)，深度耦合(he)(he)熔鹽(yan)儲(chu)熱(re)系(xi)統與主機，實現機組負荷最低(di)出(chu)力降至75兆(zhao)瓦，頂峰(feng)(feng)出(chu)力達到(dao)647兆(zhao)瓦，AGC響(xiang)應速率提(ti)高50%以上；濟寧華源熱(re)電(dian)(dian)廠“汽(qi)電(dian)(dian)”聯合(he)(he)加熱(re)的(de)(de)熔鹽(yan)儲(chu)能(neng)項(xiang)目(mu)(mu)，儲(chu)能(neng)容量為100兆(zhao)瓦時(shi)(shi)，已(yi)于2024年(nian)投(tou)(tou)產(chan)，可在火(huo)電(dian)(dian)機組停運(yun)后2小時(shi)(shi)內(nei)，持續提(ti)供(gong)60噸(dun)/小時(shi)(shi)的(de)(de)工業蒸汽(qi)，用作機組事故(gu)工況下的(de)(de)應急汽(qi)源。

隨著(zhu)可再生能(neng)源占比的(de)(de)不斷提(ti)(ti)高，電力系統中儲(chu)能(neng)的(de)(de)配(pei)置比例以(yi)及配(pei)置時長(chang)會不斷提(ti)(ti)升，長(chang)時大規(gui)模(mo)儲(chu)能(neng)的(de)(de)建設是大勢所趨(qu)。但熔鹽(yan)儲(chu)能(neng)技術要實現更大范圍的(de)(de)應用，仍(reng)需(xu)破解多重難題。

一是系統安全(quan)(quan)性(xing)有待提高。在高溫下，熔(rong)鹽具有腐蝕性(xing)，可能對管(guan)道、設(she)備造成(cheng)侵蝕，導致設(she)備損壞和(he)熔(rong)鹽泄漏，引發火災、燙(tang)傷等(deng)安全(quan)(quan)事故。部(bu)分熔(rong)鹽成(cheng)分如亞硝(xiao)酸鹽具有毒性(xing)，若泄漏會對環(huan)境和(he)人體(ti)健康造成(cheng)危(wei)害。目(mu)前，熔(rong)鹽儲熱行業缺乏統一的(de)安全(quan)(quan)標準(zhun)，不同企業的(de)產品和(he)施工(gong)質量參差不齊，增加了安全(quan)(quan)隱患。

二(er)是初始(shi)投資成(cheng)(cheng)本(ben)高。熔鹽(yan)(yan)儲熱系統的成(cheng)(cheng)本(ben)包括建設成(cheng)(cheng)本(ben)、運行成(cheng)(cheng)本(ben)等。建設成(cheng)(cheng)本(ben)方面，熔鹽(yan)(yan)原(yuan)料、設備購置(zhi)（如熔鹽(yan)(yan)儲罐、熔鹽(yan)(yan)泵、換熱器等）、工(gong)程(cheng)(cheng)建設以及運行維護(hu)方面費用(yong)(yong)較(jiao)高。雖然規模(mo)(mo)化(hua)建設可降(jiang)低部分(fen)成(cheng)(cheng)本(ben)，但初始(shi)投資仍(reng)然較(jiao)大(da)，這在一(yi)定(ding)程(cheng)(cheng)度上限制了其(qi)大(da)規模(mo)(mo)推廣應(ying)用(yong)(yong)。

三是關(guan)鍵技(ji)術瓶頸(jing)有待突破。在技(ji)術層面，熔(rong)鹽(yan)儲熱(re)(re)發(fa)展(zhan)仍面臨(lin)一(yi)些瓶頸(jing)，如熔(rong)鹽(yan)的(de)低(di)溫凝固和高溫分(fen)解問題(ti)。此外，熔(rong)鹽(yan)儲熱(re)(re)系(xi)統(tong)與(yu)其他(ta)能(neng)源系(xi)統(tong)的(de)集成技(ji)術還不夠成熟(shu)，需要進一(yi)步研發(fa)和優化，以提高系(xi)統(tong)的(de)整體(ti)性能(neng)和協(xie)同(tong)效應。

02

打造更多技術場景

要破(po)解上述(shu)問題，實現熔鹽儲能技術與火電機組深度融合(he)，離不開(kai)合(he)適的場景(jing)。

一是(shi)以(yi)供熱(re)火電(dian)機組熱(re)電(dian)解耦為核(he)心場景，強化安全設(she)計(ji)與(yu)成本優(you)化。

熔鹽(yan)儲熱(re)(re)系統(tong)與火電(dian)機組(zu)(zu)供(gong)熱(re)(re)系統(tong)耦(ou)合，當機組(zu)(zu)電(dian)負荷較高(gao)(gao)且供(gong)熱(re)(re)能(neng)力盈余時(shi)，在機組(zu)(zu)供(gong)熱(re)(re)的(de)同時(shi)熔鹽(yan)系統(tong)儲熱(re)(re)；當電(dian)負荷降低(di)，無法滿足供(gong)熱(re)(re)參數時(shi)，熔鹽(yan)系統(tong)開(kai)始放熱(re)(re)，利用(yong)高(gao)(gao)溫(wen)熔鹽(yan)加熱(re)(re)給水，保證供(gong)熱(re)(re)參數滿足熱(re)(re)用(yong)戶(hu)的(de)需求，實現熱(re)(re)電(dian)聯產機組(zu)(zu)的(de)熱(re)(re)電(dian)解(jie)耦(ou)，解(jie)決(jue)“以熱(re)(re)定電(dian)”的(de)難題(ti)，大幅提高(gao)(gao)機組(zu)(zu)靈活性(xing)(xing)。針對(dui)熔鹽(yan)高(gao)(gao)溫(wen)腐蝕性(xing)(xing)及系統(tong)安(an)(an)全性(xing)(xing)問題(ti)，在熱(re)(re)電(dian)解(jie)耦(ou)場(chang)景中(zhong)采(cai)用(yong)耐腐蝕材料制造管道與設備，并建立(li)熔鹽(yan)泄漏(lou)監測與應急處理系統(tong)，從硬件與機制層面降低(di)安(an)(an)全風險。

二是聚(ju)焦火電機(ji)組調峰(feng)需求，突破技(ji)術瓶頸(jing)并(bing)提升安全經濟性。

蒸(zheng)汽-熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)技(ji)術(shu)通(tong)過在火(huo)電機(ji)組熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)力(li)系(xi)統的(de)“鍋爐(lu)-汽機(ji)”之間(jian)嵌入大容量高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)系(xi)統，削弱原本剛性聯系(xi)的(de)“爐(lu)機(ji)耦合(he)”。深度(du)調(diao)峰時，保持鍋爐(lu)正常運行(xing)負(fu)(fu)荷(he)，汽輪機(ji)運行(xing)在低(di)負(fu)(fu)荷(he)調(diao)峰工況(kuang)，鍋爐(lu)側多余高(gao)(gao)(gao)參(can)數蒸(zheng)汽熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)量被儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)系(xi)統存儲(chu)(chu)，保證(zheng)大規模儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)和(he)(he)深度(du)調(diao)峰運行(xing)。通(tong)過優(you)化“鍋爐(lu)-汽輪機(ji)-儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)”系(xi)統聯動控制邏輯，支撐系(xi)統協同運行(xing)，避(bi)免熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)在管道內低(di)溫(wen)(wen)凝固。電加(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)技(ji)術(shu)通(tong)過“電-熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)-電”方式實現(xian)(xian)熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)電蓄熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)。采用(yong)雙罐熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)系(xi)統實現(xian)(xian)冷熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)罐循(xun)環放熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)發(fa)電。電加(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)啟停方便，能(neng)提(ti)高(gao)(gao)(gao)現(xian)(xian)有(you)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)和(he)(he)發(fa)電設備的(de)利(li)用(yong)率(lv)，降低(di)棄風棄光率(lv)，利(li)用(yong)調(diao)峰產(chan)生(sheng)的(de)輔助服務(wu)收(shou)(shou)益(yi)（如AGC調(diao)頻收(shou)(shou)益(yi)），提(ti)升(sheng)電站效益(yi)，緩解初始投資壓力(li)。煙(yan)氣(qi)-熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)技(ji)術(shu)采用(yong)鍋爐(lu)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)煙(yan)氣(qi)直接加(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)進行(xing)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)，具(ju)(ju)備儲(chu)(chu)能(neng)效率(lv)高(gao)(gao)(gao)、變負(fu)(fu)荷(he)速率(lv)快、熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)態啟動時間(jian)短等優(you)勢，在未來的(de)調(diao)峰領域具(ju)(ju)有(you)巨大的(de)發(fa)展(zhan)潛力(li)。研發(fa)耐高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)、抗(kang)腐蝕的(de)新型煙(yan)氣(qi)-熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)換熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)器(qi)，解決熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)分解與換熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)效率(lv)問題。

三是通過機(ji)組延壽改造盤活存量(liang)資產(chan)，降低初始投資與技術應用門檻。

目前(qian)，我國在役(yi)300兆瓦等級亞臨(lin)界(jie)燃煤機(ji)組(zu)接近900臺，早期(qi)投運(yun)的機(ji)組(zu)已運(yun)行30年(nian)，達到(dao)了設(she)計年(nian)限，通過(guo)將老舊(jiu)機(ji)組(zu)改造成(cheng)“卡諾(nuo)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)”，以(yi)熔鹽鍋爐(lu)替代常(chang)規燃煤鍋爐(lu)，原機(ji)組(zu)的熱力(li)系統、制水系統、電(dian)(dian)(dian)氣(qi)系統可在普(pu)通延壽的基(ji)礎(chu)上重新利用，保(bao)留火電(dian)(dian)(dian)機(ji)組(zu)大部(bu)分的設(she)備和資產，大幅(fu)降低建設(she)成(cheng)本。以(yi)一個(ge)150兆瓦的機(ji)組(zu)為例，改造成(cheng)“卡諾(nuo)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)”獨立的儲能電(dian)(dian)(dian)站，可以(yi)消(xiao)納約(yue)1吉(ji)瓦的可再生能源，年(nian)降碳量約(yue)200萬(wan)噸。“卡諾(nuo)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)”能量轉換型式(shi)為“電(dian)(dian)(dian)-熱-電(dian)(dian)(dian)”，使電(dian)(dian)(dian)的性(xing)質發生了改變，采用同步發電(dian)(dian)(dian)機(ji)發電(dian)(dian)(dian)，與煤電(dian)(dian)(dian)的電(dian)(dian)(dian)力(li)輸出特性(xing)相同，但調節特性(xing)優于煤電(dian)(dian)(dian)機(ji)組(zu)。

四是熔鹽(yan)儲能助力新能源消納，提升電網穩(wen)定性(xing)和(he)綠色低碳轉型。

熔(rong)(rong)鹽供(gong)熱(re)(re)系統直接利用光(guang)(guang)熱(re)(re)或(huo)新能(neng)(neng)源(yuan)發電(dian)供(gong)能(neng)(neng)，采用太陽能(neng)(neng)-熔(rong)(rong)鹽-給水(shui)或(huo)綠電(dian)-熔(rong)(rong)鹽-給水(shui)換(huan)熱(re)(re)，可(ke)緩解棄風(feng)棄光(guang)(guang)問(wen)題，實(shi)現新能(neng)(neng)源(yuan)電(dian)力規(gui)(gui)模消納和(he)電(dian)網低碳轉型(xing)。截至2024年年底(di)，我國在(zai)建光(guang)(guang)熱(re)(re)電(dian)站裝機規(gui)(gui)模3300兆瓦，涉及34個項(xiang)目(mu)；規(gui)(gui)劃(hua)裝機容量(liang)為4750～4800兆瓦，涉及37個項(xiang)目(mu)，主要集中內蒙古(gu)、甘肅(su)、青海(hai)、新疆等(deng)新能(neng)(neng)源(yuan)豐富的(de)省份(fen)，上(shang)述項(xiang)目(mu)均配套了8～16小(xiao)時的(de)熔(rong)(rong)鹽儲(chu)能(neng)(neng)系統，充分展現了熔(rong)(rong)鹽儲(chu)能(neng)(neng)技術在(zai)光(guang)(guang)熱(re)(re)發電(dian)領域(yu)的(de)巨大市場需(xu)求(qiu)和(he)廣闊應用前景。

03

電力行業應如何提供支撐

在推(tui)動火電機組耦合(he)熔(rong)鹽(yan)(yan)儲熱技(ji)術規(gui)模化應用(yong)的(de)過程中，電力行業可以從調(diao)度、標準、市場等方面入手，為(wei)熔(rong)鹽(yan)(yan)儲熱技(ji)術的(de)推(tui)廣提供助(zhu)力。

一是(shi)優化調度策略，支撐系統(tong)安全、高效、協同(tong)運行。

新型(xing)電力系統由傳統的“源(yuan)隨荷動(dong)”加速(su)向“源(yuan)荷互(hu)動(dong)”轉變。電網企(qi)業應(ying)考(kao)慮建(jian)立融合熔鹽儲熱(re)(re)(re)-火電機(ji)組特(te)性(xing)的智能(neng)調度(du)模型(xing)，利用(yong)大數據、人工智能(neng)技術(shu)，整合火電機(ji)組實(shi)時出力、熔鹽儲熱(re)(re)(re)容量、AGC指令響應(ying)速(su)度(du)、新能(neng)源(yuan)預測(ce)(ce)功率等多維(wei)數據，實(shi)時監測(ce)(ce)和預測(ce)(ce)機(ji)組的儲熱(re)(re)(re)、放熱(re)(re)(re)及發電狀態(tai)，優化(hua)調度(du)計劃，提高系統整體(ti)協同性(xing)能(neng)，確保有效(xiao)性(xing)和可靠性(xing)。

二是制定技術標準與規范(fan)，筑牢系統安(an)全防線。

熔鹽(yan)儲(chu)熱系統熱慣(guan)性(xing)較大，其響應AGC指令(ling)的速(su)度與精度需(xu)明(ming)確(que)規范(fan)并嚴格測試(shi)。電(dian)(dian)力行業(ye)應加快制定(ding)耦合熔鹽(yan)儲(chu)熱的火電(dian)(dian)機組系統并網技術規范(fan)，明(ming)確(que)響應時間、調(diao)節(jie)速(su)率、持(chi)續(xu)時長等(deng)關鍵性(xing)能指標要求，并開展典(dian)型工況下的聯合調(diao)頻建模仿(fang)真、試(shi)驗檢測及(ji)監測評估(gu)技術研究，科學評估(gu)其對(dui)系統頻率穩定(ding)的支撐能力。

三(san)是推動市場機制創新，緩解投資(zi)成本(ben)壓力。

熔鹽儲(chu)熱(re)項目經(jing)濟性(xing)依賴峰谷(gu)電(dian)價(jia)(jia)差(cha)、輔(fu)助(zhu)服(fu)務(wu)(wu)補(bu)償等(deng)政策。相關投資運營方(fang)應積極(ji)建言推動(dong)完(wan)善(shan)電(dian)力(li)輔(fu)助(zhu)服(fu)務(wu)(wu)市場規(gui)則(ze)，推動(dong)將熔鹽儲(chu)熱(re)提(ti)供(gong)的深度(du)調峰、快速爬(pa)坡等(deng)能力(li)納入交易品種(zhong)并合理定價(jia)(jia)，將項目的調節價(jia)(jia)值轉化為穩定收益(yi)，同時推動(dong)建立“火電(dian)+儲(chu)熱(re)”組合參與現貨市場及(ji)需求響應機制(zhi)，通過多渠道收益(yi)反(fan)哺(bu)前期(qi)投資，形成“成本可(ke)覆蓋(gai)、收益(yi)有保障”的良性(xing)循環。

（作者均(jun)供職于國網河北省電(dian)力(li)有限公司，楊洋對本文(wen)亦有貢(gong)獻）