21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者雷椰 實(shí)習(xí)生趙曉月 北京報(bào)道
當(dāng)家用熱泵空調(diào)在炎炎夏日為人們送去清涼并引發(fā)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)時(shí),一個(gè)更具潛力的領(lǐng)域正悄然蓄勢(shì)——工業(yè)熱泵。國(guó)際能源署在其《2024年能源技術(shù)展望》中,將熱泵技術(shù)與光伏、風(fēng)電、電動(dòng)汽車(chē)等技術(shù)并列為6大清潔能源技術(shù)。
多位業(yè)內(nèi)人士向21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者表示,中國(guó)熱泵技術(shù)的減排潛力超過(guò)15億噸,熱泵技術(shù)絕不僅僅是“家用節(jié)能利器”,未來(lái)可以成為撬動(dòng)工業(yè)領(lǐng)域深度脫碳的重要方式,同時(shí),“熱泵+”多元的工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景正蓄勢(shì)待發(fā)。
熱泵是一種高效能量轉(zhuǎn)換裝置,通過(guò)消耗少量電力將低品位熱能轉(zhuǎn)化為高品位熱能,可有效解決生產(chǎn)生活用熱需求,提高能源利用效率。
上海交通大學(xué)制冷與低溫工程所研究所副研究員胡斌向21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者表示,在未來(lái)的清潔供熱領(lǐng)域,熱泵會(huì)起到關(guān)鍵性作用,處于絕對(duì)的核心技術(shù)地位。熱泵是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè),有助于實(shí)現(xiàn)我國(guó)碳達(dá)峰碳中和的目標(biāo),具有顯著的節(jié)能減排效果。
此前,國(guó)家能源局等多部門(mén)聯(lián)合發(fā)布了《推動(dòng)熱泵行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)方案》。明確提出,力爭(zhēng)到2030年,熱泵生產(chǎn)制造和技術(shù)研發(fā)能力不斷增強(qiáng),重點(diǎn)熱泵產(chǎn)品能效水平提升20%以上,大功率高溫?zé)岜谩⒏咝嚎s機(jī)、新型制冷劑等核心技術(shù)取得突破,熱泵建筑應(yīng)用面積和熱泵機(jī)組裝機(jī)容量持續(xù)增長(zhǎng),熱泵產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平顯著提升,國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)不斷擴(kuò)大。
中國(guó)節(jié)能協(xié)會(huì)副監(jiān)事長(zhǎng)兼熱泵專(zhuān)業(yè)委員會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)趙恒誼向21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者表示,總體上來(lái)講,中國(guó)熱泵技術(shù)的減排潛力,大約在15億噸—20億噸,約占中國(guó)總碳排放量的15%—20%。
目前,國(guó)內(nèi)外工業(yè)熱泵技術(shù)正處于快速發(fā)展階段。趙恒誼介紹,其發(fā)展特征主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。首先,在技術(shù)研發(fā)層面,工業(yè)熱泵主機(jī)技術(shù)正持續(xù)取得突破性進(jìn)展。其次,在應(yīng)用實(shí)踐方面,該技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景已形成多維度拓展態(tài)勢(shì),涵蓋石油化工、紡織印染、食品加工、造紙、醫(yī)藥、建材等多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域,并在各領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用中都展現(xiàn)出技術(shù)適配性和提升效率的潛力。
工業(yè)熱泵技術(shù)的獨(dú)特之處在于,通過(guò)電氣化手段,實(shí)現(xiàn)了余熱的回收與再利用,并顯著提升了余熱的品質(zhì)。例如,它能夠?qū)⒃舅奈迨鹊挠酂崽嵘烈话俣喽冗M(jìn)行再利用。在沒(méi)有熱泵技術(shù)的情況下,這些余熱通常會(huì)被浪費(fèi),直接排放到環(huán)境中。
日前,國(guó)家發(fā)展改革委等部門(mén)發(fā)布了《關(guān)于開(kāi)展零碳園區(qū)建設(shè)的通知》,明確要求推動(dòng)園區(qū)積極利用生物質(zhì)能、核能、光熱、地?zé)帷⒐I(yè)余熱等熱能資源,實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)清潔低碳化。
趙恒誼表示,當(dāng)前工業(yè)園區(qū)要實(shí)現(xiàn)“范圍一”(直接排放)脫碳,最大難點(diǎn)在于供熱環(huán)節(jié)。當(dāng)前園區(qū)的電氣化程度已較高,照明、空調(diào)、電機(jī)等基本實(shí)現(xiàn)電氣化,唯獨(dú)供熱仍依賴化石能源燃燒。無(wú)論是食品加工、紡織印染,還是汽車(chē)制造、化工生產(chǎn),80℃—200℃的中低溫?zé)嵝枨髲V泛存在,而傳統(tǒng)燃煤、燃?xì)忮仩t正是直接碳排放的主要來(lái)源。在園區(qū)用能結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型方面,熱泵技術(shù)則可以完全利用地?zé)帷⒐I(yè)余熱等,實(shí)現(xiàn)用能的清潔低碳。
工業(yè)熱泵是否值得投資?胡斌表示,以蒸汽熱泵產(chǎn)品為例,蒸汽熱泵產(chǎn)品雖然前期投入比傳統(tǒng)電鍋爐成本高,但使用成本較低,回收期短,一般性項(xiàng)目在每天運(yùn)行10小時(shí)、每年運(yùn)行300天的狀態(tài)下,兩年即可回收投資。
趙恒誼認(rèn)為,當(dāng)前,企業(yè)對(duì)大規(guī)模的技術(shù)改造投資持謹(jǐn)慎態(tài)度。近年來(lái)用戶對(duì)工業(yè)熱泵的認(rèn)知持續(xù)提升,但仍有較大的提升空間。投資回報(bào)期取決于具體應(yīng)用場(chǎng)景,在一些合適余熱源且使用溫度不高的場(chǎng)景中,投資回報(bào)期相對(duì)較短。而在其他場(chǎng)景中,回報(bào)期可能較長(zhǎng)。未來(lái)五年,預(yù)計(jì)該行業(yè)將實(shí)現(xiàn)20%—30%的復(fù)合年增長(zhǎng)率,未來(lái)也需要相關(guān)部門(mén)設(shè)立示范性標(biāo)桿案例推動(dòng)行業(yè)發(fā)展,出臺(tái)更多的鼓勵(lì)性補(bǔ)貼。
工業(yè)熱泵的普及與推廣還面臨諸多挑戰(zhàn)。胡斌表示,不同行業(yè)對(duì)工藝用熱的溫度需求差異顯著,熱源品質(zhì)也各不相同。因此,在推動(dòng)工業(yè)余熱的高效回收與再利用過(guò)程中,亟需根據(jù)余熱資源的熱力學(xué)特性與工藝需求,開(kāi)發(fā)與部署相應(yīng)的能源轉(zhuǎn)化與利用技術(shù),從而實(shí)現(xiàn)余熱價(jià)值的最大化和能源系統(tǒng)效率的整體提升。
熱泵產(chǎn)品的推廣應(yīng)用,需要在產(chǎn)業(yè)政策、行業(yè)示范等力量共同推動(dòng)?!锻苿?dòng)熱泵行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)方案》提出,結(jié)合行業(yè)特點(diǎn)拓展熱泵應(yīng)用場(chǎng)景。例如,用于石油化工行業(yè)蒸餾、精煉、分解、聚合等工序供熱;用于紡織印染行業(yè)染色、印花、定型等環(huán)節(jié)高溫加熱等。
“熱泵+”正在拓寬工業(yè)熱泵的應(yīng)用場(chǎng)景,工業(yè)熱泵與綠電直供、儲(chǔ)熱需求響應(yīng)相耦合,幫助企業(yè)探尋高效、清潔供熱/冷的能源解決方案。以紡織行業(yè)為例,“熱泵+”的項(xiàng)目在已經(jīng)在部分地區(qū)成功試點(diǎn),工業(yè)熱泵的應(yīng)用場(chǎng)景正在落地。
中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)產(chǎn)業(yè)部處長(zhǎng)張中娟向21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者表示,“熱泵+”模式的推廣應(yīng)用需綜合考量多方面因素,首要條件是電力擴(kuò)容的可能性,其次需符合當(dāng)?shù)卣畬?duì)企業(yè)的具體要求。此外,成本因素及企業(yè)對(duì)熱泵技術(shù)的認(rèn)知程度也是推廣難點(diǎn),需要加強(qiáng)宣傳。不同行業(yè)面臨的困難各異:石化行業(yè)項(xiàng)目體量大、審批難度高;紡織行業(yè)手續(xù)流程相對(duì)便利,但目前熱泵在該行業(yè)的應(yīng)用案例尚不多,今年行業(yè)開(kāi)始著力推動(dòng)。
“在上海,有紡織企業(yè)已經(jīng)成功開(kāi)展了熔鹽儲(chǔ)熱耦合高溫?zé)岜镁G色蒸汽供應(yīng)項(xiàng)目。該企業(yè)在去年完成了工廠電力擴(kuò)容,使其具備了滿足新系統(tǒng)電力需求的能力,加之企業(yè)自身符合相關(guān)條件,在品牌方驅(qū)動(dòng)下,項(xiàng)目得以落地實(shí)施。上海地區(qū)蒸汽價(jià)格較高,試點(diǎn)的服裝企業(yè)采用‘熱泵+儲(chǔ)熱’模式替代傳統(tǒng)外購(gòu)蒸汽,將降低企業(yè)的生產(chǎn)成本?!睆堉芯瓯硎尽?span style="display:none">LY0即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com
能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、降低能源成本以及滿足ESG要求對(duì)紡織企業(yè)未來(lái)發(fā)展非常重要。張中娟表示,企業(yè)關(guān)注點(diǎn)在于熱泵技術(shù)的落地速度和應(yīng)用廣度,紡織企業(yè)一旦認(rèn)可技術(shù),落地速度通常較快。值得注意的是,服裝類(lèi)品牌企業(yè)不僅在中國(guó)應(yīng)用熱泵技術(shù),其新技術(shù)(包括熱泵)的落地實(shí)踐常在中國(guó)完成,之后可復(fù)制推廣至共建“一帶一路”國(guó)家。熱泵技術(shù)的推廣應(yīng)用不僅是技術(shù)本身的落地和優(yōu)化,更著眼于通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)制定為企業(yè)提供指導(dǎo),推動(dòng)整個(gè)行業(yè)能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型。
“工業(yè)熱泵在很多行業(yè)已經(jīng)建立了可行性和經(jīng)濟(jì)性都較好的案例,如我們無(wú)錫夏利達(dá)這類(lèi)紡織印染廠的余熱回收,電鍍廠的熱能供應(yīng),屠宰場(chǎng)的熱源替代,以及精密加工行業(yè)產(chǎn)品清洗工藝的熱能替代等?!睙o(wú)錫夏利達(dá)董事長(zhǎng)夏鋼向21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者表示,工業(yè)熱泵在推廣過(guò)程中,有的客戶不愿意承擔(dān)一定的風(fēng)險(xiǎn)去進(jìn)行技改,除非企業(yè)的決策人能夠出面,要求下面的管理人員配合做相應(yīng)的技改。
此外,很多客戶的管理人員,他們會(huì)把重點(diǎn)精力放在生產(chǎn)層面的管理,對(duì)于能源供應(yīng)新技術(shù)了解較少,需要有一個(gè)學(xué)習(xí)和接納的過(guò)程,還有企業(yè)場(chǎng)地的限制、經(jīng)營(yíng)環(huán)境的不確定性等外部原因的影響等。因此,這些設(shè)備和技術(shù)落地的周期會(huì)比較長(zhǎng),這些需要政府、客戶、社會(huì)團(tuán)體機(jī)構(gòu)和企業(yè)共同努力去推動(dòng)。
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