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2060年实现“碳中和”,热泵这8大领域将大有可为
作者:    发布于:2020-11-24 12:11:48    文字:【】【】【

11月17日,在金砖国家领导人第十二次会议上,习近平再次谈到“碳中和”目标,并表示:中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。我们将说到做到!


作为新能源行业的重要成员,空气源热泵、水地源热泵对于实现“碳中和”目标有着无可取代的意义,可以预见,“碳中和”的发展目标将给整个热泵行业乃至暖通空调行业带来巨大机遇。这些机遇都蕴藏着哪些商机?又应该如何把握?接下来,本文来为大家解答。


江亿院士:


建筑用电领域好好发挥热泵作用


在前不久召开的第二十二届暖通空调制冷学术年会上,中国工程院院士、清华大学教授江亿谈到了“2060年实现碳中和”目标,并坦言这是一个很难实现的挑战。要实现碳中和,就必须彻底改变以化石能源为基础的能源结构,变成以可再生能源和核能等零碳能源为主的低碳能源结构。


关于热泵产品和技术,江亿院士分别提出了它在建筑用电领域的几大应用:(完整版演讲请点击江亿院士:能源,环境,气候变化新形势下,暖通空调行业怎么办


第一,替代燃气锅炉制取热水。做饭、热水,是公建燃气消耗的主要原因。据调查,好多地方燃气蒸汽锅炉从燃料到终端用热效率不到40%,输送过程中热损失、冷凝水损失都被浪费。所以应该把蒸汽系统取消,改成电锅炉制取蒸汽,而且大多数热量使用空气源热泵就能满足要求。


第二,在没有热电联产连接的地方发展热泵供暖。热泵供暖提高效率的关键,就是把水温降下来,实行35-40℃这样温度范围的供暖。其实,北方集中供热水温都快降到35~40℃了,东北和内蒙很多地方的末端也就是33~40℃水温,反过来到南方,水温都很高,实际这是一种误导,都应该把水温降下来,然后大量采用空气源热泵,效果很好。北方农村这几年用空气源热泵已经取得了很好的效果,既满足了舒适性要求又节能,所以有些城市里没有热网可以采用空气源热泵。


第三,要大量发展垂直埋管的土壤源热泵。土壤源热泵建设起来之后,地底埋管是投资的最主要部分。当土壤源热泵间歇运行时,可以按照电力负荷的状况帮电网调峰。热泵停了,但埋管的地底传热过程可没断,根据分析,表明土壤源热泵间歇运行产生的总的热量或冷量跟连续运行是一样的,甚至cop还能高点。


热水冷暖烘干


盘点热泵的八大应用领域


“碳中和”为热泵行业指明了前进方向,专家学者的研究为热泵奠定了理论基础,而热泵在实际生产生活中的应用,则是广大从业者一步步探索出来的。

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经过大约30年的发展和完善,中国的热泵技术和产品应用领域非常广泛,涵盖了家用和商用热水、供暖、恒温大棚、制冷、烘干、干燥、高温热泵、工业用特种热泵、恒温保存、互补能源等领域,覆盖市场容量过万亿。并以“供热技术”为基础,不断向外延伸,触角逐步深入到家电产业、空调产业、太阳能产业、电供暖产业等各个领域,并由此带来了热泵行业的无限商机!


1)生活及商用热水领域


空气源热泵的最佳工作状态是提供45℃以下的热水。在这种工作状态下,空气源热泵的能效比高,节能性强,运行稳定。这个温度区间内,空气源热泵在家用和商用热水领域的应用已经非常普及,在此不再赘述。


受地方政府政策的持续引导,以及主流地产企业带动安装的积极影响,浙江省热泵热泵热水器楼房配套的区域需求持续性狂飙猛进。2019年,浙江省楼盘配套热泵热水器总量为40万套,而2020年的招标行情更加火热,多位业内人士估计,总成交量(招标量)预计将高达80万套,比2019年翻了整整一倍。


2)家庭冷暖及舒适家居领域


近年来,热泵两联供系统成为暖通空调行业最大的增长亮点。而多联机、模块机等传统冷热水机组市场或加速下滑,或是增速锐减。以每年大约15个亿的小体量,引起了社会和产业的极高关注度!随着北方煤改电的进一步普及,以及南方采暖和舒适家居的持续深入人心,热泵两联供将持续增长!


同时,作为后煤改电时代利润增长点之一,该产品的增长的机遇前所未有。这款产品对于热泵企业与空调企业都具有可操作性,同样对于经销商伙伴来说更具利润增长空间,是未来空气源热泵行业的增长机遇点。


2019年户式两联供产品在企业的大力开拓下继续迎来较好的增长,最终全年实现15.2亿元的规模,同比增长35.0%。


针对目前浙江楼盘配套增量不增利润的局面,企业完全可以趁此计划,利用热泵热水器强制配套的契机,推进热泵两联供、三联供的配套,进一步做大市场。


同时,热泵可以供暖、制取生活热水、制冷,同时也可以实现新风除湿,易于和智能家居、无线控制等结合,是实现冷·暖·风·水·智舒适家居集成的核心设备,是舒适家居系统实现节能和低碳发展的必备和关键技术。因此,未来整个舒适家居方向,热泵也大有可为!


3)北方、南方的集中供暖


热泵分布式供暖,利用空气源热泵为小区进行集中供暖。不管是新建小区还是“煤改电”后的二次改造小区,都有很大优势。


它没有集中供热系统所必须具备的热源厂、一次网、换热站、二次网、用户散热设施等环节,接电就可以供暖,使用功率分配系统,可有效的避免电力增容。与城市热力管网相比,省去开挖道路,铺设热力管道的巨额投资,省时、省钱。系统可放置于楼顶平台或地下室,利用了闲置空间,无需占用城市宝贵的土地空间,为用户创造效益。


集中采暖的大机器,以50P、60P、100P为主的大型涡旋机和螺杆机产品,在过去三年一直拥有亮眼的增长表现!河北、山西、山东、内蒙、新疆等北方商用采暖市场均拥有较好的市场表现,逐渐脱离煤改电项目的桎梏,经销商成为主要的销售渠道。


此后,随着经济迅速发展、能源供应稳定、用热需求快速上升,南方地区对供暖的呼声也越来越强烈。一些南方城市已开始在探索冬季集中供暖。


比如在贵州贵阳一些新建小区,供暖企业通过水源、空气源热泵技术实现小区的供暖。在湖北武汉,一些新建小区在建设时,就已经完成了供热设施的建设,实现了集体供暖。


《南方百城供暖市场:模式、潜力与影响》报告结合“需求、供给、政策环境”三个因素,对秦岭—淮河以南到长江沿线地区共133个城市进行了供暖市场潜力评估。结果表明,上海、南京、苏州、无锡、杭州、合肥、镇江、常州、武汉、宁波为南方供暖市场潜力Top10城市,大部分位于长江中下游区域。


报告预计,到2030年,在分户供暖路径下,用户将达到6577万户,其中潜在用户占比超过50%,拉动消费330亿元,累计拉动投资2156亿元;在区域供暖路径下,用户将达到3246万户,潜在用户占比超过30%,拉动消费905亿元,累计拉动投资31667亿元。其中,上海的区域供暖用户将达到400万户,分户供暖用户将接近600万户,位居第一,其次为南京、武汉。


另外,南北区域锅炉改造的背景继续存在,酒店、医院、学校等大型建筑群对节能产品需求不减,因此对商用供暖产品需求依旧保持稳定的增长水平。


4)泳池恒温热水


近年来,游泳这项运动得到了全民普及,对于锻炼、塑性、娱乐,均有非常好的效果。尤其是中小学的升学考试中,游泳成为考试科目,推动泳池在院校中的建设也成为标配。


泳池项目室内泳池池水不断蒸发,从而造成室内空气的相对湿度偏高、含水量不断增加。而空气源热泵可以解决泳池室内湿度难题,节省运行费用!


泳池三集一体恒温除湿热泵机组,在加热+除湿模式下运行,综合能效比高达10.0以上,大大降低了后期使用成本。


5)农业大棚恒温供暖领域


当前中国农业正处于由传统农业向现代农业转型的关键时期。我国设施园艺产业也处于从传统向现代转型,从低端向高端发展的关键阶段。在花卉种植领域,温室已成为先决条件,没有先进的温室设施就很难生产出优质的花卉。


传统的花卉大棚采暖均采用燃煤热风炉、采暖炉等设备,不仅能耗高、污染大,且温度不能持续保持。空气源热泵能够实现智能控制,很好地满足了花卉大棚的恒温需求,提高了温室冬季最低气温,使花卉长势更好。且环保节能、安全稳定,逐渐受到了用户的青睐。


从目前已经改造的项目来看,用户对空气源热泵采暖的效果普遍满意,能够很好地满足大棚内花卉的生长需求,同时还实现了智能控制,可以很好地保证大棚内的恒温,极大地提高了花卉成品的品质,提升了花卉的经济价值。


而且运行费用方便,按照采暖季150天计算,空气源热泵采暖的费用基本在10~20元/㎡之间,略高于燃煤锅炉或者与其相当,如果算上燃煤锅炉的人工成本,空气源热泵采暖的整体使用费用比烧煤还低。


根据国家林业局发布的《全国花卉产业发展规划(2011~2020年)》,2016~2020年花卉生产面积继续稳定在130万公顷左右,而根据《中国绿色时报》相关报道的数据显示,全国花卉保护地栽培面积13.35万公顷,其中温室3.61万公顷,未来市场可期!


6)畜牧业养殖恒温领域


传统的畜牧业养殖采暖一般都是采用燃煤热风炉和其他电采暖设备。不仅能耗高、污染大,而且还需要专人不间断的看守、温度也不能长时间保持稳定,一旦出现温度波动,对于养殖户的损失往往是巨大的。


空气源热泵搭配地暖、散热片、风盘,不仅发热均匀、升温快,而且智能控制棚内的温度。虽然初期投入比较大,但是在日常使用过程中,热泵的制热更稳定,降低了因为温度波动造成的各种损失,机组在运行过程中也无需专人管理,费用更经济。


畜牧业养殖恒温市场极大。仅就集中度较高的猪场来算,可知该领域的供暖市场需求非常惊人!


我们可以简单粗略的算一算:按照国家统计局发布数据显示,2019年生猪存栏31041万头。每10万头猪,养猪场空间面积约为3万平米,其保育舍、育肥舍的地暖面积大概1万平米。这部分不管南方北方,肯定是要做猪场采暖的。


综合考虑猪场规模、热泵产品的初装成本、投入产出比、竞品的市场情况等,热泵供暖在短期内能达到的较理想份额约为30%!而按照目前猪场采暖建设的中等市场价,每平米地暖造价为200到300元,由此估算,热泵在猪场采暖的市场总量应该在22亿元/年左右!


再加上养鸡场、养鸭场、养蛇场、养蝎场等各种畜牧业养殖场所,该领域空气源热泵的市场也极为可观!


7)工农业、服务业烘干


干燥技术涉及国民经济的广泛领域,如农业、食品、化工、制陶业、医药、矿产加工、制浆造纸、木材加工等行业,但传统的干燥作业能耗较高,我国每年因干燥所消耗的能源占国民经济总能耗的12%左右。同时,传统的干燥工艺也是一个造成环境污染的因素。为应对能源和环境问题,实现国民经济可持续发展,干燥的节能与环保日益重要,传统的干燥行业亦面临产业转型升级。


热泵技术作为一项兼顾干燥产品品质与成本的清洁节能技术,只需消耗少量电能,就可从空气和排湿废热等低品位能源中获取能量,较传统干燥方式更节能,而且对环境无污染,是构建生态文明的高效绿色节能技术之一。


热泵干燥不仅能对干燥介质的温度、湿度、气流速度等进行精确控制,而且会大大提高干燥产物的品质,目前已广泛应用于木材干燥、种子干燥、食品加工、陶瓷烘焙纺织行业以及中药材干燥等诸多领域。


同时,传统高温冷库和低温冷库不能通用,且不设湿度调节,影响储藏品质。随着热泵烘干系统的普及,也为解决传统产地冷库的闲置率问题带来了意外转机!热泵干燥技术与常规冷库系统集成并优化,研发新型多功能冷库,并集成干燥和控温控湿功能,大幅拓宽冷库的应用范围。


8)工业特种应用领域


在高温热水领域,热泵热泵最为常见的应用领域就是在电镀工业。电镀工艺对热水的需求有着非常严格的要求,生产过程中需要持续不低于68℃的热水。


据粗略统计,全国现有15000家电镀生产厂,拥有5000多条生产线和2.5~3亿㎡电镀面积生产能力。为了解决空气污染问题,目前各地政府都在限期拆除的传统燃煤、燃油或者燃气锅炉。


采用热泵高温热泵,可以把溶液加热到72℃,供到保温水箱,水箱里的高温溶液供给电镀槽,工件和溶液逆流通过。工件镀好后流出镀槽。溶液经过镀槽后降温到68℃,完全能够满足电镀厂生产需求。


看了空气源热泵如此丰富的应用领域,我们可以肯定地说:中国能否实现2060年“碳中和”目标,热泵产品和技术作为关键角色之一,也至关重要。希望大家都能紧抓商机锐意进取,相信随着行业同仁们的共同探索,热泵行业的应用领域将会被不断发掘,持续在中国清洁能源的版图上开疆拓土!


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