工業(yè)供熱綠色轉(zhuǎn)型：熱泵技術(shù)的機遇與挑戰(zhàn)并存

在全球積極應(yīng)對氣候變化、大力推動能源轉(zhuǎn)型的大背景下，工業(yè)用熱作為我國乃至全球能源消費的關(guān)鍵領(lǐng)域，其綠色低碳改造已然成為刻不容緩的重要任務(wù)。工業(yè)生產(chǎn)過程中，供熱環(huán)節(jié)對能源的消耗巨大，且長期以來高度依賴煤炭、天然氣、石油等化石能源。這種傳統(tǒng)的供熱模式不僅造成了大量溫室氣體排放，加劇了全球變暖，還面臨著能源資源日益枯竭的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，如何讓高度依賴化石能源的工業(yè)供熱領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“綠化煥新”，成為擺在行業(yè)面前的一道亟待解決的難題。

業(yè)內(nèi)人士經(jīng)過深入研究和廣泛探討，普遍認為循序漸進地擴大清潔能源技術(shù)的利用、因地制宜地實施低碳解決方案是可行之道。在這一系列解決方案中，空氣源熱泵的應(yīng)用脫穎而出，成為眾人矚目的熱點之一。從熱泵自身的特性來看，目前成熟的低溫?zé)岜眉夹g(shù)憑借其高效、穩(wěn)定、環(huán)保等優(yōu)勢，已經(jīng)在工業(yè)用熱的眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。例如在一些對溫度要求不是特別高的工業(yè)烘干、加熱等環(huán)節(jié)，低溫?zé)岜眉夹g(shù)展現(xiàn)出了良好的性能和經(jīng)濟效益。而高溫?zé)岜脛t具有更為廣泛的應(yīng)用前景，它能夠在更高溫度的供熱需求場景中發(fā)揮作用，為工業(yè)生產(chǎn)提供更強大的熱能支持。然而，目前高溫?zé)岜孟嚓P(guān)的技術(shù)和產(chǎn)品仍有待進一步升級和完善，以滿足不同工業(yè)場景下日益多樣化和高標(biāo)準(zhǔn)的需求。

供熱清潔替代勢在必行

清華大學(xué)建筑學(xué)院副教授夏建軍指出：“從工業(yè)用能的現(xiàn)狀深入分析，化石燃料鍋爐在工業(yè)供熱中占據(jù)著重要地位，是主要的熱源形式之一。煤炭、天然氣、石油等化石能源在供熱中的比例相對較高，這種能源結(jié)構(gòu)使得工業(yè)用熱成為碳排放的大戶。能否成功推動工業(yè)用熱的低碳乃至零碳化進程，將是我國工業(yè)領(lǐng)域能否達成‘雙碳’目標(biāo)的關(guān)鍵所在。”這一觀點深刻揭示了工業(yè)供熱清潔替代的緊迫性和重要性。

國家能源局發(fā)布的《2025年能源工作指導(dǎo)意見》為工業(yè)供熱的綠色轉(zhuǎn)型指明了方向。該意見明確提出，要在工業(yè)、交通、建筑、數(shù)據(jù)中心等重點領(lǐng)域大力實施可再生能源替代行動，積極拓展地?zé)崮?、生物質(zhì)能、太陽能等可再生能源在供暖方面的應(yīng)用。這一政策舉措進一步明確了可再生能源的應(yīng)用范疇，為熱泵等清潔能源的使用提供了堅實的政策支持和有力的保障，為工業(yè)供熱的綠色轉(zhuǎn)型營造了良好的政策環(huán)境。

“因地制宜”應(yīng)對供熱需求落地

從當(dāng)前的市場情況來看，低碳供熱技術(shù)呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展態(tài)勢，涵蓋了太陽能供熱、生物質(zhì)能供熱、地?zé)崮?、儲熱、工業(yè)余熱、熱泵供熱、核能供熱等多項關(guān)鍵技術(shù)。這些技術(shù)在建筑供暖、工業(yè)用熱、農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖等不同場景領(lǐng)域都有不同程度的應(yīng)用落地，取得了一定的成效。例如，在一些農(nóng)村地區(qū)，太陽能供熱技術(shù)為居民提供了生活熱水和冬季供暖；在部分工業(yè)企業(yè)，工業(yè)余熱回收利用技術(shù)有效地降低了能源消耗，提高了能源利用效率。

然而，盡管低碳供熱技術(shù)的落地項目不斷涌現(xiàn)，但多位業(yè)內(nèi)人士也坦言，在實際應(yīng)用中，如何為特定的工業(yè)場景從眾多低碳技術(shù)中精準(zhǔn)選定合適的技術(shù)并非易事。工業(yè)供熱低碳轉(zhuǎn)型面臨著諸多挑戰(zhàn)，其中，如何因地制宜地充分利用能源，如何引導(dǎo)用戶結(jié)合各種能源技術(shù)制定出科學(xué)合理的解決方案，成為亟待深入探討和解決的重要問題。

自然資源保護協(xié)會能源轉(zhuǎn)型項目官員吳婧涵認為，工業(yè)用熱低碳發(fā)展還面臨著三個方面的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。其一，目前工業(yè)供熱仍以燃煤鍋爐為主，這種傳統(tǒng)的供熱方式對熱源品質(zhì)要求相對較高，而低碳供熱技術(shù)在直接替代過程中還存在一定難度。例如，一些高溫工業(yè)生產(chǎn)過程對熱源的穩(wěn)定性和溫度要求極高，現(xiàn)有的低碳供熱技術(shù)在滿足這些要求方面還存在一定差距。其二，盡管工業(yè)廢熱資源豐富，但在實際利用過程中卻存在供需不匹配的問題，出現(xiàn)了“有熱無用、用熱無源”的尷尬局面。一些工業(yè)企業(yè)產(chǎn)生的廢熱由于缺乏有效的回收和利用渠道，只能白白排放，而另一些有熱能需求的企業(yè)卻無法獲得足夠的熱能支持。其三，當(dāng)前新能源與熱泵系統(tǒng)整合程度相對較低，多能耦合體系不夠完備，這在一定程度上制約了多能高效利用的前景。例如，太陽能、風(fēng)能等新能源具有間歇性和不穩(wěn)定性的特點，如何將其與熱泵系統(tǒng)有效整合，實現(xiàn)能源的穩(wěn)定供應(yīng)和高效利用，是當(dāng)前面臨的一大技術(shù)難題。

工業(yè)供熱低碳化的系統(tǒng)性工程

業(yè)界普遍達成共識，工業(yè)供熱低碳化是一項涉及技術(shù)創(chuàng)新、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、工業(yè)流程優(yōu)化、產(chǎn)業(yè)協(xié)同以及政策適配等多個方面的系統(tǒng)工程，需要循序漸進地尋找因地制宜且經(jīng)濟適配的解決方案。這并非一蹴而就的過程，而是需要各方共同努力，從多個維度入手，逐步推進。

吳婧涵表示，當(dāng)前許多國家已經(jīng)出臺了相關(guān)政策支持工業(yè)供熱清潔轉(zhuǎn)型。以德國為例，其“工業(yè)可再生熱激勵計劃”對熱泵、太陽能熱、生物質(zhì)等技術(shù)給予資金支持，鼓勵企業(yè)在工業(yè)場景中積極應(yīng)用這些清潔能源技術(shù)，加快了清潔能源在工業(yè)供熱領(lǐng)域的推廣和應(yīng)用。這一成功案例為我國提供了有益的借鑒和參考。

楊鸝進一步指出，考慮到工業(yè)供熱低碳化對我國實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要支撐作用，有必要系統(tǒng)分析現(xiàn)有應(yīng)用案例及示范試點情況。通過對這些實際案例的深入研究，深入識別不同替代技術(shù)路線所需要的實施條件，包括技術(shù)可行性、經(jīng)濟成本、環(huán)境影響等方面，為構(gòu)建完善的政策體系提供現(xiàn)實依據(jù)。只有制定出科學(xué)合理、切實可行的政策，才能引導(dǎo)和推動工業(yè)供熱低碳化的健康發(fā)展。

綜合來看，在推進工業(yè)供熱的能源轉(zhuǎn)型過程中，需要有清晰的政策支持舉措。政府應(yīng)進一步加大對清潔能源技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的投入，出臺相關(guān)的補貼政策和稅收優(yōu)惠政策，鼓勵企業(yè)積極參與工業(yè)供熱低碳化改造。同時，要引導(dǎo)市場結(jié)合供需情況加強多能耦合技術(shù)的應(yīng)用，通過技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)協(xié)同，實現(xiàn)不同能源之間的優(yōu)勢互補和高效利用。此外，還需要不斷降低清潔能源技術(shù)的成本，提高其市場競爭力，讓熱泵等節(jié)能產(chǎn)品與解決方案能夠更加廣泛地應(yīng)用于工業(yè)供熱領(lǐng)域，為工業(yè)供熱的能源轉(zhuǎn)型做出更大的貢獻。

工業(yè)供熱綠色轉(zhuǎn)型是時代發(fā)展的必然趨勢，熱泵技術(shù)作為其中的重要力量，既面臨著難得的發(fā)展機遇，也面臨著諸多挑戰(zhàn)。只有通過技術(shù)創(chuàng)新、政策支持和市場引導(dǎo)等多方面的協(xié)同努力，才能實現(xiàn)工業(yè)供熱的低碳化、綠色化發(fā)展，為我國實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)奠定堅實的基礎(chǔ)。