戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)融媒體記者 杜壯
工業(yè)高溫熱泵替代傳統(tǒng)鍋爐的浪潮正加速涌動工業(yè)鍋爐 。近日，美的樓宇科技發(fā)布工業(yè)高溫熱泵解決方案，及130℃美的超高溫單機雙級變頻離心工業(yè)熱泵和150-200℃美的超高溫雙級磁懸浮水蒸氣壓縮機兩款熱泵新品。
成為工業(yè)領域碳中和的重要手段
目前，全社會用于建筑采暖、生活熱水、工農業(yè)生產(chǎn)中所產(chǎn)生的熱量需求是最大能耗終端工業(yè)鍋爐 。從行業(yè)視角看，工業(yè)能耗占全社會能源消費的一半，50%-70%工業(yè)用能以“熱”的形式消耗，其中45%為中低溫用熱，主要由鍋爐提供。
工業(yè)鍋爐是工業(yè)生產(chǎn)中常見的熱能設備，主要用于加熱、蒸發(fā)、蒸汽動力等工藝過程工業(yè)鍋爐 。然而，傳統(tǒng)的工業(yè)鍋爐存在著許多問題，比如能源利用率低、排放污染物多、安全隱患大等。這些問題不僅影響了企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益，也對環(huán)境造成了嚴重的污染和破壞。
相關數(shù)據(jù)顯示，當前排放約為100億噸二氧化碳左右，其中工業(yè)排放占比近68%，發(fā)電和供熱約占45億噸工業(yè)鍋爐 。要實現(xiàn)工業(yè)領域碳中和的關鍵是工業(yè)供熱的“開源節(jié)流”。
美的樓宇科技暖通與能源技術專家鄭春元表示，工業(yè)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(xù)使用空調超過40天工業(yè)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(jié)能潛力。尤其在100-200℃的中高溫區(qū)間（如濃縮、干燥、漂白等工藝），其需求量占整個工業(yè)生產(chǎn)的62.5%，是食品、造紙等行業(yè)的核心用熱環(huán)節(jié)。
隨著全球氣候的變化和人們環(huán)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(yè)采用更環(huán)保的能源替代傳統(tǒng)的燃煤、燃油等能源工業(yè)鍋爐 。在，工業(yè)高溫熱泵替代工業(yè)鍋爐的政策也逐漸得到了推廣和實施。
工業(yè)高溫熱泵是一種利用環(huán)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(yè)鍋爐 。相比傳統(tǒng)的工業(yè)鍋爐，工業(yè)高溫熱泵具有更高的能源利用率、更低的污染排放、更安全可靠等優(yōu)點，因此被認為是一種更加環(huán)保和可持續(xù)的能源替代方案。
今年3月，國家發(fā)展改革委等部門印發(fā)的《推動熱泵行業(yè)高質量發(fā)展行動方案》（以下簡稱《方案》）指出，力爭到2030年，熱泵生產(chǎn)制造和技術研發(fā)能力不斷增強，重點熱泵產(chǎn)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(yè)鍋爐 。
美的樓宇科技水機產(chǎn)品企劃負責人劉凱表示，當前，高溫熱泵行業(yè)仍處于發(fā)展初期階段工業(yè)鍋爐 。對于許多企業(yè)，尤其是中小企業(yè)，較高的初投資成本構成一定壓力。雖然高溫熱泵的運行節(jié)能效果顯著，但市場認知度不足，對其經(jīng)濟性和采用新技術仍存疑慮?！斗桨浮窂娬{突破大功率高溫熱泵、高效壓縮機等核心技術，從政策層面上給行業(yè)和企業(yè)吃了一顆定心丸，有助于消除市場疑慮。
在鄭元春來看，工業(yè)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(jié)約1.65億噸標準煤工業(yè)鍋爐 。此外，高溫熱泵可實現(xiàn)工業(yè)用熱的電氣化，成為了工業(yè)領域碳中和的重要手段。
實現(xiàn)能效技術的跨越式提升
值得注意的是，面對工業(yè)鍋爐替代的萬億級市場，熱效率差距制約了產(chǎn)業(yè)發(fā)展進程工業(yè)鍋爐 。市場困局的核心在于能效技術的跨越式提升。
一方面，能效提升的核心在“心臟”壓縮機上工業(yè)鍋爐 。工業(yè)離心熱泵運行壓比高達5.0，相比傳統(tǒng)冷水機組2.5的運行壓比實現(xiàn)翻倍增長，在高壓比工況下，機組部分負荷調節(jié)能力屬于行業(yè)難題。美的自研的超高溫單機雙級變頻離心壓縮機，通過主輔導葉、轉速與經(jīng)濟器補氣閥的三重調優(yōu)，將部分負荷調節(jié)能力降至47%，較行業(yè)常規(guī)的70%-80%實現(xiàn)大幅突破?！斑@相當于給熱泵裝上精密調節(jié)閥，確保生產(chǎn)用熱需求波動大的工業(yè)場景實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)不停機。”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(yè)鍋爐 ?！皞鹘y(tǒng)齒輪傳動效率僅80%-85%，而磁懸浮直驅可達97%?！编嵈涸硎荆斦羝麥囟葟?20℃升至150℃，磁懸浮壓縮機將能耗從80Kwh/t壓至65Kwh/t。其突破性在于3萬-4.2萬轉高速電機與雙動密封技術，解決無油壓縮下的蒸汽泄漏難題，泄漏率控制在0.1%以下。
美的磁懸浮水蒸氣壓縮機（受訪者供圖）
據(jù)介紹，目前，美的構建了覆蓋全溫區(qū)的工業(yè)熱泵產(chǎn)品體系工業(yè)鍋爐 。120-130℃蒸汽機組采用單機雙極壓縮技術，適用于紡織、食品加工等領域；150℃以上高溫段則推出磁懸浮雙極水蒸氣壓縮機，在橡膠輪胎、石油化工行業(yè)實現(xiàn)200℃蒸汽輸出。
在采訪中，專家們不約而同地記者強調了產(chǎn)品的場景化定制能力工業(yè)鍋爐 。鄭元春介紹，美的樓宇為乳制品行業(yè)設計了80-90℃殺菌專用熱泵，為北方市政采暖開發(fā)了60-80℃溫水系統(tǒng)，通過余熱回收技術耦合空氣能熱泵解決在低溫環(huán)境下能力的衰減問題。
“工業(yè)領域沒有通用方案，比如釀酒行業(yè)對蒸汽潔凈度要求極高，我們就主推無油磁懸浮技術工業(yè)鍋爐 ?！编嵈涸獜娬{定制化是核心競爭力。
拓展更廣闊的能源生態(tài)
這場由技術驅動的綠供熱革命，如今正從工業(yè)車間延伸至更廣闊的能源生態(tài)工業(yè)鍋爐 。
“高溫熱泵的推廣應用，除經(jīng)濟性外，一個主要障礙在于較高的初始投資成本工業(yè)鍋爐 ?！痹卩嵈涸磥恚缘湫偷?MW項目為例，初始投入通常超過800萬元，這對中小企業(yè)乃至企業(yè)自身都構成了顯著的投資壓力。
為應對這一挑戰(zhàn)，美的重點從三個方面發(fā)力，致力于解決行業(yè)推廣的關鍵難題工業(yè)鍋爐 。鄭春元表示，一是資金解決方案，美的旗下的美通能源可為客戶提供節(jié)能服務投資支持，有效解決項目資金問題。二是政策對接支持，針對各地可能存在的補貼政策，美的深度協(xié)同客戶，積極協(xié)助其申請并獲取相關補貼。三是行業(yè)標準建設，當前高溫熱泵及核心設備（如壓縮機）缺乏統(tǒng)一的行業(yè)或國家標準進行評價，這是行業(yè)普遍面臨的痛點。為此，美的正聯(lián)合合肥通用機電產(chǎn)品檢測院等單位共同推動相關標準的制定和完善。同時，美的通過“節(jié)能杯”大賽等行業(yè)活動，聯(lián)合節(jié)能協(xié)會推動技術普及，并與上海交通大學等高校開展了深度產(chǎn)學研合作。
“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(yè)的發(fā)展，實現(xiàn)更高水平的節(jié)能減碳目標工業(yè)鍋爐 ?！编嵈涸f。