當(dāng)家用熱泵空調(diào)在炎炎夏日為人們帶來(lái)絲絲清涼，并引發(fā)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，一個(gè)更具潛力和發(fā)展前景的領(lǐng)域——工業(yè)熱泵，正悄然蓄勢(shì)待發(fā)，成為清潔技術(shù)領(lǐng)域的一顆璀璨新星。國(guó)際能源署在其權(quán)威報(bào)告《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)汽車等前沿技術(shù)并列為六大清潔能源技術(shù)，這一舉措無(wú)疑為工業(yè)熱泵的發(fā)展注入了強(qiáng)大的動(dòng)力，也引發(fā)了社會(huì)各界對(duì)其廣泛關(guān)注和深入探討。
一、熱泵減排潛力巨大，核心地位凸顯
熱泵，作為一種高效的能量轉(zhuǎn)換裝置，其工作原理是通過(guò)消耗少量的電力，將低品位的熱能轉(zhuǎn)化為高品位的熱能。這一獨(dú)特的能量轉(zhuǎn)換方式，使其能夠有效解決生產(chǎn)生活中的用熱需求，極大地提高了能源的利用效率。上海交通大學(xué)制冷與低溫工程所研究所副研究員胡斌指出，在未來(lái)的清潔供熱領(lǐng)域，熱泵將扮演關(guān)鍵性角色，處于絕對(duì)的核心技術(shù)地位。它不僅是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，更是助力我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的重要力量，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》，為熱泵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展指明了清晰的方向。該方案明確提出，力爭(zhēng)到2030年，熱泵的生產(chǎn)制造和技術(shù)研發(fā)能力將不斷增強(qiáng)。在技術(shù)層面，重點(diǎn)熱泵產(chǎn)品的能效水平將提升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)將取得突破性進(jìn)展；在市場(chǎng)應(yīng)用方面，熱泵建筑應(yīng)用面積和熱泵機(jī)組裝機(jī)容量將持續(xù)增長(zhǎng)，熱泵產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展水平將顯著提升，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)也將不斷擴(kuò)大。
中國(guó)節(jié)能協(xié)會(huì)副監(jiān)事長(zhǎng)兼熱泵專業(yè)委員會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)趙恒誼進(jìn)一步透露，總體而言，中國(guó)熱泵技術(shù)的減排潛力巨大，大約在15億噸—20億噸之間，約占中國(guó)總碳排放量的15%—20%。這一數(shù)據(jù)充分表明，熱泵技術(shù)在節(jié)能減排方面具有不可估量的價(jià)值，是我國(guó)實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展、低碳轉(zhuǎn)型的重要支撐。
二、工業(yè)熱泵技術(shù)發(fā)展迅猛，應(yīng)用場(chǎng)景廣泛拓展
目前，國(guó)內(nèi)外工業(yè)熱泵技術(shù)正處于快速發(fā)展的黃金時(shí)期。趙恒誼介紹，其發(fā)展特征主要體現(xiàn)在技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用實(shí)踐兩個(gè)層面。在技術(shù)研發(fā)方面，工業(yè)熱泵主機(jī)技術(shù)持續(xù)取得突破性進(jìn)展，不斷推動(dòng)著熱泵性能的提升和成本的降低。在應(yīng)用實(shí)踐方面，熱泵技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景已形成多維度拓展的態(tài)勢(shì)，廣泛涵蓋了石油化工、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。在各個(gè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用中，熱泵技術(shù)都展現(xiàn)出了良好的技術(shù)適配性和提升效率的潛力，為工業(yè)企業(yè)的節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展提供了有力支持。
工業(yè)熱泵技術(shù)的獨(dú)特之處在于，它通過(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，不僅造成了能源的巨大損失，還對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了一定的熱污染。而工業(yè)熱泵技術(shù)的出現(xiàn)，有效地解決了這一問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了能源的高效利用。
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)的清潔低碳化。這一政策的出臺(tái)，為工業(yè)熱泵技術(shù)的發(fā)展提供了廣闊的市場(chǎng)空間和發(fā)展機(jī)遇。
趙恒誼指出，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)。目前，園區(qū)的電氣化程度已經(jīng)較高，照明、空調(diào)、電機(jī)等基本實(shí)現(xiàn)了電氣化，但唯獨(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)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，它可以完全利用地?zé)帷⒐I(yè)余熱等清潔能源，實(shí)現(xiàn)用能的清潔低碳，為園區(qū)的綠色發(fā)展提供有力保障。
三、工業(yè)熱泵投資價(jià)值凸顯，但需綜合考量
對(duì)于工業(yè)熱泵是否值得投資這一問(wèn)題，胡斌以蒸汽熱泵產(chǎn)品為例進(jìn)行了分析。他表示，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。這一數(shù)據(jù)表明，從長(zhǎng)期來(lái)看，工業(yè)熱泵具有較高的投資回報(bào)率，對(duì)于企業(yè)降低能源成本、提高經(jīng)濟(jì)效益具有積極意義。
然而，趙恒誼也指出，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)，雖然用戶對(duì)工業(yè)熱泵的認(rèn)知在不斷提升，但仍有較大的提升空間。投資回報(bào)期取決于具體的應(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。為了推動(dòng)行業(yè)的快速發(fā)展，未來(lái)也需要相關(guān)部門(mén)設(shè)立示范性標(biāo)桿案例，發(fā)揮示范引領(lǐng)作用，同時(shí)出臺(tái)更多的鼓勵(lì)性補(bǔ)貼政策，降低企業(yè)的投資風(fēng)險(xiǎn)，提高企業(yè)的投資積極性。
四、“熱泵 +”多元應(yīng)用場(chǎng)景成趨勢(shì)，挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存
（一）應(yīng)用場(chǎng)景拓展，助力企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型
“熱泵 +”正在成為拓寬工業(yè)熱泵應(yīng)用場(chǎng)景的重要趨勢(shì)。工業(yè)熱泵與綠電直供、儲(chǔ)熱需求響應(yīng)相耦合，為企業(yè)探尋高效、清潔的供熱/冷能源解決方案提供了新的思路。以紡織行業(yè)為例，“熱泵 +”的項(xiàng)目已經(jīng)在部分地區(qū)成功試點(diǎn)，工業(yè)熱泵的應(yīng)用場(chǎng)景正在逐步落地。
中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)產(chǎn)業(yè)部處長(zhǎng)張中娟表示，“熱泵 +”模式的推廣應(yīng)用需要綜合考量多方面因素。首要條件是電力擴(kuò)容的可能性，只有確保電力供應(yīng)能夠滿足新系統(tǒng)的需求，項(xiàng)目才能順利實(shí)施。其次，需符合當(dāng)?shù)卣畬?duì)企業(yè)的具體要求，遵守相關(guān)的政策和法規(guī)。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)。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)。
（二）成功案例示范，推動(dòng)行業(yè)廣泛應(yīng)用
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，有效降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。這一成功案例為其他企業(yè)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和借鑒，推動(dòng)了“熱泵 +”模式在紡織行業(yè)的廣泛應(yīng)用。
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。
（三）推廣面臨挑戰(zhàn)，多方共同努力
“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，如無(wú)錫夏利達(dá)這類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。”無(wú)錫夏利達(dá)董事長(zhǎng)夏鋼表示。然而，工業(yè)熱泵在推廣過(guò)程中也面臨著諸多挑戰(zhàn)。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，也導(dǎo)致這些設(shè)備和技術(shù)落地的周期比較長(zhǎng)。因此，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)，形成合力，促進(jìn)工業(yè)熱泵技術(shù)的廣泛應(yīng)用。
工業(yè)熱泵作為清潔技術(shù)領(lǐng)域的新興力量，具有巨大的減排潛力和廣闊的發(fā)展前景。“熱泵 +”多元應(yīng)用場(chǎng)景的趨勢(shì)為其發(fā)展開(kāi)辟了新的道路，但也面臨著諸多挑戰(zhàn)。在未來(lái)的發(fā)展中，需要政府出臺(tái)更加完善的政策支持，企業(yè)加大技術(shù)研發(fā)投入和市場(chǎng)推廣力度，社會(huì)各界提高對(duì)工業(yè)熱泵技術(shù)的認(rèn)知和接受程度。只有這樣，工業(yè)熱泵才能在工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用，為我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)做出重要貢獻(xiàn)，推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)向綠色、低碳、可持續(xù)的方向發(fā)展。讓我們共同期待工業(yè)熱泵在清潔技術(shù)領(lǐng)域綻放出更加耀眼的光芒，開(kāi)啟一個(gè)全新的綠色能源時(shí)代。
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