21世紀經濟報道記者雷椰 實習生趙曉月 北京報道
當家用熱泵空調在炎炎夏日為人們送去清涼并引發市場競爭時，一個更具潛力的領域正悄然蓄勢——工業熱泵。國際能源署在其《2024年能源技術展望》中，將熱泵技術與光伏、風電、電動汽車等技術并列為6大清潔能源技術。
多位業內人士向21世紀經濟報道記者表示，中國熱泵技術的減排潛力超過15億噸，熱泵技術絕不僅僅是“家用節能利器”，未來可以成為撬動工業領域深度脫碳的重要方式，同時，“熱泵+”多元的工業應用場景正蓄勢待發。
熱泵減排潛力超15億噸
熱泵是一種高效能量轉換裝置，通過消耗少量電力將低品位熱能轉化為高品位熱能，可有效解決生產生活用熱需求，提高能源利用效率。
上海交通大學制冷與低溫工程所研究所副研究員胡斌向21世紀經濟報道記者表示，在未來的清潔供熱領域，熱泵會起到關鍵性作用，處于絕對的核心技術地位。熱泵是一個新興產業，有助于實現我國碳達峰碳中和的目標，具有顯著的節能減排效果。
此前，國家能源局等多部門聯合發布了《推動熱泵行業高質量發展行動方案》。明確提出，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、新型制冷劑等核心技術取得突破，熱泵建筑應用面積和熱泵機組裝機容量持續增長，熱泵產業高質量發展水平顯著提升，國際競爭優勢不斷擴大。
中國節能協會副監事長兼熱泵專業委員會秘書長趙恒誼向21世紀經濟報道記者表示，總體上來講，中國熱泵技術的減排潛力，大約在15億噸—20億噸，約占中國總碳排放量的15%—20%。
目前，國內外工業熱泵技術正處于快速發展階段。趙恒誼介紹，其發展特征主要體現在兩個方面。首先，在技術研發層面，工業熱泵主機技術正持續取得突破性進展。其次，在應用實踐方面，該技術的應用場景已形成多維度拓展態勢，涵蓋石油化工、紡織印染、食品加工、造紙、醫藥、建材等多個工業領域，并在各領域的實際應用中都展現出技術適配性和提升效率的潛力。
工業熱泵技術的獨特之處在于，通過電氣化手段，實現了余熱的回收與再利用，并顯著提升了余熱的品質。例如，它能夠將原本四五十度的余熱提升至一百多度進行再利用。在沒有熱泵技術的情況下，這些余熱通常會被浪費，直接排放到環境中。
日前，國家發展改革委等部門發布了《關于開展零碳園區建設的通知》，明確要求推動園區積極利用生物質能、核能、光熱、地熱、工業余熱等熱能資源，實現供熱系統清潔低碳化。
趙恒誼表示，當前工業園區要實現“范圍一”（直接排放）脫碳，最大難點在于供熱環節。當前園區的電氣化程度已較高，照明、空調、電機等基本實現電氣化，唯獨供熱仍依賴化石能源燃燒。無論是食品加工、紡織印染，還是汽車制造、化工生產，80℃—200℃的中低溫熱需求廣泛存在，而傳統燃煤、燃氣鍋爐正是直接碳排放的主要來源。在園區用能結構轉型方面，熱泵技術則可以完全利用地熱、工業余熱等，實現用能的清潔低碳。
工業熱泵是否值得投資？胡斌表示，以蒸汽熱泵產品為例，蒸汽熱泵產品雖然前期投入比傳統電鍋爐成本高，但使用成本較低，回收期短，一般性項目在每天運行10小時、每年運行300天的狀態下，兩年即可回收投資。
趙恒誼認為，當前，企業對大規模的技術改造投資持謹慎態度。近年來用戶對工業熱泵的認知持續提升，但仍有較大的提升空間。投資回報期取決于具體應用場景，在一些合適余熱源且使用溫度不高的場景中，投資回報期相對較短。而在其他場景中，回報期可能較長。未來五年，預計該行業將實現20%—30%的復合年增長率，未來也需要相關部門設立示范性標桿案例推動行業發展，出臺更多的鼓勵性補貼。
“熱泵+”多元應用場景成趨勢
工業熱泵的普及與推廣還面臨諸多挑戰。胡斌表示，不同行業對工藝用熱的溫度需求差異顯著，熱源品質也各不相同。因此，在推動工業余熱的高效回收與再利用過程中，亟需根據余熱資源的熱力學特性與工藝需求，開發與部署相應的能源轉化與利用技術，從而實現余熱價值的最大化和能源系統效率的整體提升。
熱泵產品的推廣應用，需要在產業政策、行業示范等力量共同推動。《推動熱泵行業高質量發展行動方案》提出，結合行業特點拓展熱泵應用場景。例如，用于石油化工行業蒸餾、精煉、分解、聚合等工序供熱；用于紡織印染行業染色、印花、定型等環節高溫加熱等。
“熱泵+”正在拓寬工業熱泵的應用場景，工業熱泵與綠電直供、儲熱需求響應相耦合，幫助企業探尋高效、清潔供熱/冷的能源解決方案。以紡織行業為例，“熱泵+”的項目在已經在部分地區成功試點，工業熱泵的應用場景正在落地。
中國紡織工業聯合會產業部處長張中娟向21世紀經濟報道記者表示，“熱泵+”模式的推廣應用需綜合考量多方面因素，首要條件是電力擴容的可能性，其次需符合當地政府對企業的具體要求。此外，成本因素及企業對熱泵技術的認知程度也是推廣難點，需要加強宣傳。不同行業面臨的困難各異：石化行業項目體量大、審批難度高；紡織行業手續流程相對便利，但目前熱泵在該行業的應用案例尚不多，今年行業開始著力推動。
“在上海，有紡織企業已經成功開展了熔鹽儲熱耦合高溫熱泵綠色蒸汽供應項目。該企業在去年完成了工廠電力擴容，使其具備了滿足新系統電力需求的能力，加之企業自身符合相關條件，在品牌方驅動下，項目得以落地實施。上海地區蒸汽價格較高，試點的服裝企業采用‘熱泵+儲熱’模式替代傳統外購蒸汽，將降低企業的生產成本。”張中娟表示。
能源結構轉型、降低能源成本以及滿足ESG要求對紡織企業未來發展非常重要。張中娟表示，企業關注點在于熱泵技術的落地速度和應用廣度，紡織企業一旦認可技術，落地速度通常較快。值得注意的是，服裝類品牌企業不僅在中國應用熱泵技術，其新技術（包括熱泵）的落地實踐常在中國完成，之后可復制推廣至共建“一帶一路”國家。熱泵技術的推廣應用不僅是技術本身的落地和優化，更著眼于通過標準制定為企業提供指導，推動整個行業能源結構的轉型。
“工業熱泵在很多行業已經建立了可行性和經濟性都較好的案例，如我們無錫夏利達這類紡織印染廠的余熱回收，電鍍廠的熱能供應，屠宰場的熱源替代，以及精密加工行業產品清洗工藝的熱能替代等。”無錫夏利達董事長夏鋼向21世紀經濟報道記者表示，工業熱泵在推廣過程中，有的客戶不愿意承擔一定的風險去進行技改，除非企業的決策人能夠出面，要求下面的管理人員配合做相應的技改。
此外，很多客戶的管理人員，他們會把重點精力放在生產層面的管理，對于能源供應新技術了解較少，需要有一個學習和接納的過程，還有企業場地的限制、經營環境的不確定性等外部原因的影響等。因此，這些設備和技術落地的周期會比較長，這些需要政府、客戶、社會團體機構和企業共同努力去推動。
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