戰略新興產業融(rong)媒(mei)體記者(zhe) 杜壯
工業高溫熱泵替代傳統鍋爐的浪潮正加速涌動工業鍋爐 。近日，美的(de)樓宇科技(ji)發(fa)布工業高溫熱泵(beng)解決方(fang)案，及130℃美的(de)超高溫單機雙級變頻離心工業熱泵(beng)和150-200℃美的(de)超高溫雙級磁(ci)懸浮水蒸氣(qi)壓縮機兩款熱泵(beng)新品。
成為工業(ye)領域碳中和的(de)重(zhong)要手段(duan)
目前，全社會用于建筑采暖、生活熱水、工農業生產中所產生的熱量需求是最大能耗終端工業鍋爐 。從行業(ye)視角看，工業(ye)能耗占全(quan)社(she)會能源消費的一半(ban)，50%-70%工業(ye)用(yong)能以“熱”的形式消耗，其中45%為中低溫用(yong)熱，主要由(you)鍋爐提供。
工業鍋爐是工業生產中常見的熱能設備，主要用于加熱、蒸發、蒸汽動力等工藝過程工業鍋爐 。然而，傳統的工業鍋(guo)爐(lu)存在著許(xu)多(duo)問題，比如能源利(li)用率低、排(pai)放污(wu)染(ran)物多(duo)、安全(quan)隱患(huan)大等。這些(xie)問題不僅影響了企業的生產(chan)效率和經濟效益，也對(dui)環境造成了嚴重(zhong)的污(wu)染(ran)和破壞。
相關數據顯示，當前排放約為100億噸二氧化碳左右，其中工業排放占比近68%，發電和供熱約占45億噸工業鍋爐 。要實現(xian)工業領(ling)域碳中(zhong)和的關鍵是工業供熱的“開源節(jie)流(liu)”。
美的樓宇科技暖通與能源技術專家鄭春元表示，工業領域對大于200℃的高溫熱需求龐大，年需求量高達280.7億GJ，若將這些熱能轉化為電力，可滿足全人連續使用空調超過40天工業鍋爐 。與此同時，200℃以下的用熱需求也達到135.8億GJ/年，蘊藏著巨大的節(jie)能潛力(li)。尤其在100-200℃的中高溫區間（如濃(nong)縮、干燥、漂白等(deng)(deng)工藝），其需求量(liang)占整個(ge)工業(ye)生產的62.5%，是(shi)食品、造紙(zhi)等(deng)(deng)行業(ye)的核心(xin)用熱環節(jie)。
隨著全球氣候的變化和人們環保意識的提高，越來越多的國家開始采取措施鼓勵或要求企業采用更環保的能源替代傳統的燃煤、燃油等能源工業鍋爐 。在，工(gong)業高溫熱泵替代工(gong)業鍋爐的政策也逐(zhu)漸得(de)到了推(tui)廣和實施。
工業高溫熱泵是一種利用環境中低溫熱能，通過壓縮提高溫度，將低溫熱能轉化為高溫熱能的設備工業鍋爐 。相比傳統的工業鍋爐，工業高溫(wen)熱泵具有更(geng)高的能源(yuan)利(li)用率、更(geng)低的污(wu)染排放、更(geng)安(an)全(quan)可靠等優點，因此被(bei)認為是一(yi)種(zhong)更(geng)加環保和可持續的能源(yuan)替代(dai)方案。
今年3月，國家發展改革委等部門印發的《推動熱泵行業高質量發展行動方案》（以下簡稱《方案》）指出，力爭到2030年，熱泵生產制造和技術研發能力不斷增強，重點熱泵產品能效水平提升20%以上，大功率高溫熱泵、高效壓縮機、制冷劑等核心技術取得突破工業鍋爐 。
美的樓宇科技水機產品企劃負責人劉凱表示，當前，高溫熱泵行業仍處于發展初期階段工業鍋爐 。對于(yu)許多企(qi)(qi)業(ye)(ye)，尤其是中小企(qi)(qi)業(ye)(ye)，較高的(de)初投資成本(ben)構成一定(ding)壓力。雖然高溫熱泵的(de)運行節能效果顯著，但市場認知度不足(zu)，對其經濟(ji)性和(he)(he)采用(yong)新技(ji)術(shu)仍存疑(yi)(yi)慮。《方案》強調(diao)突破大功率高溫熱泵、高效壓縮機等核心技(ji)術(shu)，從(cong)政策層面上(shang)給(gei)行業(ye)(ye)和(he)(he)企(qi)(qi)業(ye)(ye)吃了一顆定(ding)心丸，有助于(yu)消除市場疑(yi)(yi)慮。
在鄭元春來看，工業余熱資源回收率僅約為30%，高溫熱泵將低品位余熱回收40%并應用到流程中，可相當于節約1.65億噸標準煤工業鍋爐 。此外，高(gao)溫熱泵(beng)可實現工(gong)業(ye)用(yong)熱的電氣化(hua)，成為了(le)工(gong)業(ye)領域碳中和的重(zhong)要(yao)手段。
實現能效技術的跨越式提(ti)升
值得注意的是，面對工業鍋爐替代的萬億級市場，熱效率差距制約了產業發展進程工業鍋爐 。市場困局的核心在(zai)于能效技術的跨(kua)越式提(ti)升(sheng)。
一方面，能效提升的核心在“心臟”壓縮機上工業鍋爐 。工業離(li)心熱泵(beng)運行(xing)壓比(bi)高達(da)5.0，相(xiang)比(bi)傳統冷(leng)水機(ji)組2.5的運行(xing)壓比(bi)實現(xian)翻倍(bei)增長(chang)，在高壓比(bi)工況(kuang)下，機(ji)組部(bu)分負(fu)荷調(diao)節(jie)能力屬于行(xing)業難題。美的自(zi)研的超高溫單機(ji)雙級(ji)變頻離(li)心壓縮機(ji)，通過主輔(fu)導葉、轉(zhuan)速與(yu)經濟器補(bu)氣閥的三重調(diao)優(you)，將部(bu)分負(fu)荷調(diao)節(jie)能力降至47%，較行(xing)業常規(gui)的70%-80%實現(xian)大幅突破。“這相(xiang)當(dang)于給熱泵(beng)裝上精密調(diao)節(jie)閥，確保生產用熱需求波動大的工業場(chang)景實現(xian)連(lian)續生產不停機(ji)。”劉凱解釋道。
另一方面，更“高溫”的競爭則由磁懸浮技術攻克工業鍋爐 。“傳統齒輪(lun)傳動(dong)(dong)效(xiao)率僅80%-85%，而磁懸(xuan)浮直驅可達97%。”鄭(zheng)春元(yuan)表示，當蒸(zheng)汽溫度(du)從120℃升至150℃，磁懸(xuan)浮壓縮機(ji)將能耗從80Kwh/t壓至65Kwh/t。其突破(po)性(xing)在于3萬-4.2萬轉高速電(dian)機(ji)與雙動(dong)(dong)密(mi)封技術，解決無油壓縮下的蒸(zheng)汽泄漏難題，泄漏率控制在0.1%以下。
美的磁懸(xuan)浮(fu)水(shui)蒸(zheng)氣壓縮機（受訪者供圖）
據介紹，目前，美的構建了覆蓋全溫區的工業熱泵產品體系工業鍋爐 。120-130℃蒸(zheng)汽機(ji)組采用(yong)單機(ji)雙極壓縮(suo)技術，適用(yong)于紡織(zhi)、食品(pin)加工(gong)等領域(yu)；150℃以上高溫段則推出磁(ci)懸浮雙極水蒸(zheng)氣壓縮(suo)機(ji)，在橡膠輪胎、石油化工(gong)行業實現200℃蒸(zheng)汽輸出。
在采訪中，專家們不約而同地記者強調了產品的場景化定制能力工業鍋爐 。鄭元春介紹，美的樓宇為乳制品行業設(she)計了80-90℃殺菌專用熱泵，為北方市政采暖開發(fa)了60-80℃溫(wen)水(shui)系統，通過(guo)余熱回收技(ji)術(shu)耦(ou)合空氣能熱泵解決在低溫(wen)環境下(xia)能力的衰減問題。
“工業領域沒有通用方案，比如釀酒行業對蒸汽潔凈度要求極高，我們就主推無油磁懸浮技術工業鍋爐 。”鄭春元(yuan)強調定制化(hua)是核心競(jing)爭力。
拓展(zhan)更廣闊的能(neng)源生態
這場由技術驅動的綠供熱革命，如今正從工業車間延伸至更廣闊的能源生態工業鍋爐 。
“高溫熱泵的推廣應用，除經濟性外，一個主要障礙在于較高的初始投資成本工業鍋爐 。”在(zai)鄭春元(yuan)看(kan)來，以典型(xing)的(de)4MW項目(mu)為例，初始投入(ru)通常(chang)超(chao)過800萬元(yuan)，這對中小企業乃至企業自身都構成了顯(xian)著的(de)投資(zi)壓力。
為應對這一挑戰，美的重點從三個方面發力，致力于解決行業推廣的關鍵難題工業鍋爐 。鄭春元表示，一是(shi)資金(jin)解決方案，美的(de)(de)旗下(xia)的(de)(de)美通(tong)(tong)能源可為(wei)客戶提供節能服務投資支持，有(you)效解決項目資金(jin)問(wen)題。二(er)是(shi)政(zheng)策(ce)對接支持，針對各地可能存在的(de)(de)補(bu)貼(tie)政(zheng)策(ce)，美的(de)(de)深(shen)度(du)協(xie)(xie)同(tong)客戶，積極協(xie)(xie)助其申(shen)請并獲取相關補(bu)貼(tie)。三(san)是(shi)行(xing)業標(biao)準(zhun)建(jian)設，當前高溫熱泵(beng)及核心設備(bei)（如壓縮機(ji)(ji)）缺乏(fa)統一的(de)(de)行(xing)業或國(guo)家標(biao)準(zhun)進行(xing)評(ping)價，這是(shi)行(xing)業普(pu)遍面臨(lin)的(de)(de)痛點。為(wei)此，美的(de)(de)正聯(lian)合(he)(he)合(he)(he)肥(fei)通(tong)(tong)用機(ji)(ji)電產品檢測院等單位共同(tong)推(tui)動相關標(biao)準(zhun)的(de)(de)制定和完善。同(tong)時，美的(de)(de)通(tong)(tong)過“節能杯”大(da)賽等行(xing)業活動，聯(lian)合(he)(he)節能協(xie)(xie)會推(tui)動技(ji)術普(pu)及，并與(yu)上海交通(tong)(tong)大(da)學等高校開展了深(shen)度(du)產學研(yan)合(he)(he)作。
“目前高溫熱泵市場尚屬藍海，激活這一市場將有力推動整個行業的發展，實現更高水平的節能減碳目標工業鍋爐 。”鄭春元說。