在以化石燃料為主導(dǎo)的能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)下，CO2等溫室氣體的大量排放引起了全球氣候變暖，導(dǎo)致自然災(zāi)害、極端天氣現(xiàn)象頻發(fā)，不僅造成巨大的經(jīng)濟財產(chǎn)損失，也為經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展帶來嚴峻挑戰(zhàn)。基于當(dāng)前的工業(yè)能源消費現(xiàn)狀，除了大力開發(fā)利用新能源外，提高節(jié)能效益也是緩解能源結(jié)構(gòu)問題的必然選擇。

 

　　1、推動用能轉(zhuǎn)型，高溫工業(yè)熱泵受關(guān)注

　　自“雙碳”目標(biāo)提出以來，我國圍繞節(jié)能減排工作的支持政策與技術(shù)路線均加速落地，優(yōu)化能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)、提高清潔能源應(yīng)用比例逐漸成為各行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的共識，綠色低碳的經(jīng)濟體系正在經(jīng)濟社會能源變革的大趨勢下加快構(gòu)建。

 

　　據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，2022年全國能源消費總量為54.1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，比上年增長2.9%。其中煤炭、石油、天然氣等化石能源占比達82.5%。從各用能部門來看，工業(yè)部門能源消耗占比高達66%，工藝用熱占到總工業(yè)能耗的50%-70%。因此，為成功實現(xiàn)2030年“碳達峰”和2060年“碳中和”目標(biāo)，推動工業(yè)用能轉(zhuǎn)型、建設(shè)清潔低碳的能源體系應(yīng)是優(yōu)先關(guān)注的重點所在。

 

中國能源消費結(jié)構(gòu)變化趨勢及用能行業(yè)消費結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)來源：國家統(tǒng)計局、國家能源局、中國政府網(wǎng)、搜狐智庫等

 

　　工業(yè)節(jié)能不僅要提高能源的有效利用率，還要盡可能降低用能過程中的能量損耗。數(shù)據(jù)顯示，在工業(yè)生產(chǎn)中，我國有近50%的工業(yè)能耗沒有被利用，而是以廢氣、廢水等各種形式的余熱直接浪費掉，目前我國余熱資源平均回收利用率僅為30%左右，落后國際先進水平10-20個百分點。

 

　　在巨大的余熱資源回收利用潛力下，高溫工業(yè)熱泵受到暖通空調(diào)行業(yè)的廣泛關(guān)注，其作為一種可以將低品位熱源轉(zhuǎn)換為高品位熱源的節(jié)能設(shè)備，能夠穩(wěn)定提升一次能源的利用效率，替代燃煤鍋爐、燃氣鍋爐、電鍋爐等產(chǎn)品，從而助力能源結(jié)構(gòu)的清潔化轉(zhuǎn)型。

 

　　目前，各大企業(yè)開始積極突破高溫工業(yè)熱泵關(guān)鍵技術(shù)，不僅在性能指標(biāo)提升、工業(yè)化場景需求等多方面深入研究，更在各應(yīng)用領(lǐng)域開展產(chǎn)品功能驗證，不斷適配多元化的工藝環(huán)境要求，加速高溫工業(yè)熱泵在細分應(yīng)用領(lǐng)域的市場滲透。

 

　　2、政策/需求/市場，三方合力推高市場熱度

　　具體來看，高溫工業(yè)熱泵之所以得到更多的關(guān)注和研究，產(chǎn)業(yè)在線認為主要是源于以下三方面的合力助推。

 

　　第一是政策機制利好。

 

　　自2020年我國明確提出“30·60”雙碳目標(biāo)以來，國家和各省市發(fā)布了多份涉及大氣污染防治、建筑用能電氣化、能源發(fā)展規(guī)劃、生態(tài)環(huán)境保護、公共機構(gòu)用能替代、工業(yè)能效提升等領(lǐng)域的政策文件，熱泵作為減碳工作的關(guān)鍵節(jié)能技術(shù)被屢次提及并明確支持推廣。

 

　　在工業(yè)領(lǐng)域，為加快推進工業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型，各地政府自去年下半年起便陸續(xù)發(fā)布了各自地方版的《工業(yè)領(lǐng)域碳達峰實施方案》，主要內(nèi)容包括：要深入推動工業(yè)用能電氣化，在鑄造、玻璃、陶瓷等重點行業(yè)開展高溫?zé)岜谩⒋蠊β孰姛醿δ苠仩t等電能替代，擴大電氣化終端用能設(shè)備使用比例，并重點對工業(yè)生產(chǎn)過程1000℃以下中低溫?zé)嵩催M行電氣化改造等。

 

　　從行業(yè)角度看，國家將重點聚焦鋼鐵、建材、石化化工、有色金屬、消費品、裝備制造、電子等7大行業(yè)，制定或研究各行業(yè)的碳達峰實施方案和低碳發(fā)展路線圖，以分業(yè)施策的工作方針降低碳排放強度，控制碳排放量。

 

　　因各地資源存在差異，地方政府的政策文件存在不同側(cè)重。吉林等地通過征集可再生能源建筑應(yīng)用項目活動，對空氣源熱泵、工業(yè)余熱熱泵、污水源熱泵、土壤源熱泵等項目進行專項資金補貼；得益于豐富的地表水資源，長江流域的江蘇、浙江等多個工業(yè)大省對水源熱泵等可再生能源利用技術(shù)給予了更多專項支持。此外，華東地區(qū)在進行江水源熱泵建設(shè)的同時，還創(chuàng)新發(fā)展出氣候債等綠色金融產(chǎn)品，對熱泵的應(yīng)用推廣帶來了新的發(fā)展思路。

 

　　2022年以來國家及地方高溫?zé)岜孟嚓P(guān)政策（部分）

　　圖片數(shù)據(jù)來源：各部委、省市、相關(guān)單位官網(wǎng)

 

　　第二是需求潛力釋放。

 

　　目前，工業(yè)能耗占據(jù)我國總能耗的半數(shù)以上，其中50%以上為熱能，如此巨大的能源消耗背后是高于世界平均水平30%的工業(yè)品單位能耗和30%的余熱利用率不足，多數(shù)余熱被當(dāng)作不可再生資源損耗。

 

　　據(jù)統(tǒng)計，我國每年150℃以下的熱能需求約占需求總量的33%，達145億GJ，假如這部分能量可以通過高溫?zé)岜玫挠酂峄厥仗峁晒?jié)省近2.6萬億度電的用能消耗，約占2022年全年用電量的30%。因此，面對工業(yè)領(lǐng)域龐大的余熱資源，使用工業(yè)熱泵技術(shù)將其回收利用來滿足流程、非流程工業(yè)或商用建筑領(lǐng)域的用熱需求，將創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

 

　　2022年電熱直接轉(zhuǎn)化與熱泵總耗電量對比 

　　圖片數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

 

　　從當(dāng)前的工業(yè)余熱分布角度來看，鋼鐵、水泥、合成氨行業(yè)的余熱資源相對更豐富，約占整體工業(yè)余熱的88%，并主要以高溫?zé)煔庥酂帷⒗鋮s介質(zhì)余熱、廢水余熱、廢氣余熱、化學(xué)反應(yīng)余熱等形式存在。

 

　　在地區(qū)分布上，工業(yè)余熱資源主要集中在北方地區(qū)，包括河北、江蘇、山東、遼寧、山西等地，而紡織、造紙、醫(yī)藥、橡膠、食品制造等非流程工業(yè)的用熱需求則多分布在東部地區(qū)。在季節(jié)方面，工業(yè)領(lǐng)域余熱資源季節(jié)性差異相對較小，但建筑領(lǐng)域用熱需求季節(jié)性差異較大，總體上呈現(xiàn)出夏季用熱少、余熱多，冬季用熱多、余熱少的現(xiàn)象。

 

　　因此，利用高效節(jié)能的暖通設(shè)備充分回收利用余熱資源、解決區(qū)域空間余熱資源輸配和季節(jié)性儲熱問題將成為提高能源效率的重要技術(shù)路線之一，為高溫工業(yè)熱泵的規(guī)模發(fā)展帶來更多機遇。

 

　　第三是場景應(yīng)用拓展。

 

　　近年來，我國對工業(yè)、制造業(yè)、新基建領(lǐng)域開展了大規(guī)模的投資建設(shè)，使相關(guān)行業(yè)對暖通設(shè)備保持了較高需求，尤其在碳減排工作的推動下，具備節(jié)能、高效等優(yōu)勢的高溫工業(yè)熱泵產(chǎn)品得到了更多青睞，并在眾多行業(yè)應(yīng)用中加速拓展。

 

　　高溫工業(yè)熱泵在各應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Φ臀粺崮艿幕厥绽檬疽鈭D

　　以當(dāng)下發(fā)展火熱的鋰電行業(yè)為例，在全面應(yīng)對氣候變化、推動減碳增效等一系列政策推動下，鋰電行業(yè)迎來了巨大的投資機遇和市場需求，顯著推動了鋰電池產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。在鋰電池各生產(chǎn)環(huán)節(jié)上，鋰電隔膜和電極涂布生產(chǎn)、化成工序以及鋰電池注液后的真空干燥過程均可通過高溫?zé)岜眉夹g(shù)來滿足高溫、干燥的需求。

 

　　此外，在鋰電池原材料保存和電池制備過程中，轉(zhuǎn)輪除濕機能夠很好地滿足環(huán)境溫濕度要求，但為了保證設(shè)備的除濕效果，70-80℃的常溫?zé)岜猛ǔo法滿足轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)中對110-140℃再生溫度的要求，因此高溫?zé)岜门c轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)的結(jié)合能更好地保證設(shè)備運行的可靠性，而且相比傳統(tǒng)電加熱方式，節(jié)能減排效果更加顯著。

 

　　目前，在企業(yè)、高校、科研單位等多方共同努力下，高溫工業(yè)熱泵應(yīng)用場景愈發(fā)豐富，已能夠較好地滿足食品制造、生物制藥、化工行業(yè)、紡織印染、畜牧養(yǎng)殖等工農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)領(lǐng)域的制熱、制冷、熱水和烘干需求。根據(jù)各工業(yè)部門用熱規(guī)模、余熱匹配情況與溫度水平統(tǒng)計得出，當(dāng)前食品、紡織、造紙與化工等行業(yè)相對具有更大的增長潛力，值得廠商重點關(guān)注。

 

　　綜上所述，在多重利好之下，高溫工業(yè)熱泵市場的熱度持續(xù)上升。截至目前，高溫工業(yè)熱泵的技術(shù)已經(jīng)相對成熟，正逐步進入加速推廣期，超高溫?zé)岜萌蕴幱谘邪l(fā)階段，對于150℃以上的流程工業(yè)余熱這一藍海市場，工業(yè)熱泵產(chǎn)品仍然有更可觀的發(fā)展空間值得期待。

 

　　但需要強調(diào)的是，高溫工業(yè)熱泵雖然在近幾年取得了顯著進步，但其關(guān)注度的提升與歐洲能源危機引起的海外需求高漲存在較大關(guān)聯(lián)性，國內(nèi)市場規(guī)模在短期內(nèi)難以快速釋放。因此，面對節(jié)能減碳的政策利好，相關(guān)參與者應(yīng)積極攻克關(guān)鍵技術(shù)、精準(zhǔn)聚焦用戶需求，為各細分領(lǐng)域及場景提供匹配度最高的解決方案，在這一藍海市場挖掘更多發(fā)展機遇。