清潔技術(shù)新勢力：工業(yè)熱泵減排潛力超15億噸，多元應(yīng)用場景待啟航

當(dāng)家用熱泵空調(diào)在炎炎夏日為人們帶來絲絲清涼，并引發(fā)激烈的市場競爭時，一個更具潛力和發(fā)展前景的領(lǐng)域——工業(yè)熱泵，正悄然蓄勢待發(fā)，成為清潔技術(shù)領(lǐng)域的一顆璀璨新星。國際能源署在其權(quán)威報告《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)，這一舉措無疑為工業(yè)熱泵的發(fā)展注入了強大的動力，也引發(fā)了社會各界對其廣泛關(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，在未來的清潔供熱領(lǐng)域，熱泵將扮演關(guān)鍵性角色，處于絕對的核心技術(shù)地位。它不僅是一個新興產(chǎn)業(yè)，更是助力我國實現(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，國家能源局等多部門聯(lián)合發(fā)布了《推動熱泵行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動方案》，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。在技術(shù)層面，重點熱泵產(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、新型制冷劑等核心技術(shù)將取得突破性進(jìn)展；在市場應(yīng)用方面，熱泵建筑應(yīng)用面積和熱泵機組裝機容量將持續(xù)增長，熱泵產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展水平將顯著提升，國際競爭優(yōu)勢也將不斷擴大。

中國節(jié)能協(xié)會副監(jiān)事長兼熱泵專業(yè)委員會秘書長趙恒誼進(jìn)一步透露，總體而言，中國熱泵技術(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值，是我國實現(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)用場景廣泛拓展

目前，國內(nèi)外工業(yè)熱泵技術(shù)正處于快速發(fā)展的黃金時期。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)用實踐兩個層面。在技術(shù)研發(fā)方面，工業(yè)熱泵主機技術(shù)持續(xù)取得突破性進(jìn)展，不斷推動著熱泵性能的提升和成本的降低。在應(yīng)用實踐方面，熱泵技術(shù)的應(yīng)用場景已形成多維度拓展的態(tài)勢，廣泛涵蓋了石油化工、紡織印染、食品加工、造紙、醫(yī)藥、建材等多個工業(yè)領(lǐng)域。在各個領(lǐng)域的實際應(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)的獨特之處在于，它通過電氣化手段實現(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。在沒有熱泵技術(shù)的情況下，這些余熱通常會被浪費，直接排放到環(huán)境中，不僅造成了能源的巨大損失，還對環(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題，實現(xiàn)了能源的高效利用。

日前，國家發(fā)展改革委等部門發(fā)布了《關(guān)于開展零碳園區(qū)建設(shè)的通知》，明確要求推動園區(qū)積極利用生物質(zhì)能、核能、光熱、地?zé)帷⒐I(yè)余熱等熱能資源，實現(xiàn)供熱系統(tǒng)的清潔低碳化。這一政策的出臺，為工業(yè)熱泵技術(shù)的發(fā)展提供了廣闊的市場空間和發(fā)展機遇。

趙恒誼指出，當(dāng)前工業(yè)園區(qū)要實現(xiàn)“范圍一”（直接排放）脫碳，最大難點在于供熱環(huán)節(jié)。目前，園區(qū)的電氣化程度已經(jīng)較高，照明、空調(diào)、電機等基本實現(xiàn)了電氣化，但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(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源。在園區(qū)用能結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型方面，熱泵技術(shù)具有獨特的優(yōu)勢，它可以完全利用地?zé)帷⒐I(yè)余熱等清潔能源，實現(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)熱泵投資價值凸顯，但需綜合考量

對于工業(yè)熱泵是否值得投資這一問題，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。一般性項目在每天運行10小時、每年運行300天的狀態(tài)下，兩年即可回收投資。這一數(shù)據(jù)表明，從長期來看，工業(yè)熱泵具有較高的投資回報率，對于企業(yè)降低能源成本、提高經(jīng)濟效益具有積極意義。

然而，趙恒誼也指出，當(dāng)前企業(yè)對大規(guī)模的技術(shù)改造投資持謹(jǐn)慎態(tài)度。近年來，雖然用戶對工業(yè)熱泵的認(rèn)知在不斷提升，但仍有較大的提升空間。投資回報期取決于具體的應(yīng)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(yù)計該行業(yè)將實現(xiàn)20%—30%的復(fù)合年增長率。為了推動行業(yè)的快速發(fā)展，未來也需要相關(guān)部門設(shè)立示范性標(biāo)桿案例，發(fā)揮示范引領(lǐng)作用，同時出臺更多的鼓勵性補貼政策，降低企業(yè)的投資風(fēng)險，提高企業(yè)的投資積極性。

四、“熱泵 +”多元應(yīng)用場景成趨勢，挑戰(zhàn)與機遇并存

（一）應(yīng)用場景拓展，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)用場景的重要趨勢。工業(yè)熱泵與綠電直供、儲熱需求響應(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 +”的項目已經(jīng)在部分地區(qū)成功試點，工業(yè)熱泵的應(yīng)用場景正在逐步落地。

中國紡織工業(yè)聯(lián)合會產(chǎn)業(yè)部處長張中娟表示，“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，項目才能順利實施。其次，需符合當(dāng)?shù)卣畬ζ髽I(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)對熱泵技術(shù)的認(rèn)知程度也是推廣難點。不同行業(yè)面臨的困難各異，石化行業(yè)項目體量大、審批難度高；紡織行業(yè)手續(xù)流程相對便利，但目前熱泵在該行業(yè)的應(yīng)用案例尚不多，今年行業(yè)開始著力推動。

（二）成功案例示范，推動行業(yè)廣泛應(yīng)用

在上海，有紡織企業(yè)已經(jīng)成功開展了熔鹽儲熱耦合高溫?zé)岜镁G色蒸汽供應(yīng)項目。該企業(yè)在去年完成了工廠電力擴容，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)動下，項目得以落地實施。上海地區(qū)蒸汽價格較高，試點的服裝企業(yè)采用“熱泵 + 儲熱”模式替代傳統(tǒng)外購蒸汽，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)驗和借鑒，推動了“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要求對紡織企業(yè)未來發(fā)展非常重要。張中娟表示，企業(yè)關(guān)注點在于熱泵技術(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)不僅在中國應(yīng)用熱泵技術(shù)，其新技術(shù)（包括熱泵）的落地實踐常在中國完成，之后可復(fù)制推廣至共建“一帶一路”國家。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，更著眼于通過標(biāo)準(zhǔn)制定為企業(yè)提供指導(dǎo)，推動整個行業(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)濟性都較好的案例，如無錫夏利達(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。”無錫夏利達(dá)董事長夏鋼表示。然而，工業(yè)熱泵在推廣過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精力放在生產(chǎn)層面的管理，對于能源供應(yīng)新技術(shù)了解較少，需要有一個學(xué)習(xí)和接納的過程。還有企業(yè)場地的限制、經(jīng)營環(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。因此，這些需要政府、客戶、社會團(tuán)體機構(gòu)和企業(yè)共同努力去推動，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)用場景的趨勢為其發(fā)展開辟了新的道路，但也面臨著諸多挑戰(zhàn)。在未來的發(fā)展中，需要政府出臺更加完善的政策支持，企業(yè)加大技術(shù)研發(fā)投入和市場推廣力度，社會各界提高對工業(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，為我國實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)做出重要貢獻(xiàn)，推動我國經(jīng)濟向綠色、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，開啟一個全新的綠色能源時代。