作為推動綠色經(jīng)濟發(fā)展的核心引擎,工業(yè)節(jié)能不僅關(guān)乎企業(yè)成本控制和競爭力提升,更是國家能源安全戰(zhàn)略和生態(tài)環(huán)境保護的關(guān)鍵支柱。隨著"雙碳"目標的深入推進,我國工業(yè)節(jié)能行業(yè)正迎來前所未有的發(fā)展機遇,越來越多的工業(yè)企業(yè)開始主動尋求創(chuàng)新節(jié)能解決方案。
日前,“2025節(jié)能與綜合能源服務產(chǎn)業(yè)年度峰會”的“工業(yè)節(jié)能降碳與技術(shù)創(chuàng)新分論壇”順利落幕。論壇上,國家發(fā)改委能源研究所能源效率中心副主任符冠云指出,工業(yè)部門創(chuàng)造了我國30%的經(jīng)濟產(chǎn)出和社會就業(yè)的同時,也造成了超過60%的能源消耗與環(huán)境污染。這種雙重屬性決定了工業(yè)節(jié)能必須走統(tǒng)籌發(fā)展之路,“一方面要最大限度降低工業(yè)對能源環(huán)境的負面影響,另一方面又要持續(xù)增強工業(yè)對經(jīng)濟社會的積極影響,這是我國工業(yè)節(jié)能的出發(fā)點和落腳點?!?/p>
工業(yè)能源消費新趨勢:電氣化轉(zhuǎn)型與結(jié)構(gòu)優(yōu)化
"十四五"以來,我國工業(yè)增加值保持年均5%的穩(wěn)健增長,疫情期間來,盡管其他產(chǎn)業(yè)發(fā)展受限,工業(yè)依然發(fā)揮了中流砥柱的作用,特別是在光伏產(chǎn)業(yè)、新能源汽車等新質(zhì)生產(chǎn)力領(lǐng)域呈現(xiàn)爆發(fā)式發(fā)展。與此相伴的是工業(yè)能源消費進入新一輪增長周期,能源消費結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化,“煤炭消費量在2011年達到階段性峰值以后持續(xù)下降,雖然出現(xiàn)小幅反彈,但總體保持減量化趨勢;石油更多作為原料,消費量大幅攀升;天然氣和電力在工業(yè)終端的消費比重不斷提升,工業(yè)電氣化率達到了26%左右,電力已成為最大的終端能源品種。”
面對這一趨勢,如何在保持工業(yè)增長的同時降低環(huán)境影響成為關(guān)鍵。符冠云用"櫛風沐雨,砥礪前行"概括了工業(yè)節(jié)能的現(xiàn)狀與未來,并指出四大戰(zhàn)略方向:智能制造、循環(huán)經(jīng)濟、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與進出口模式調(diào)整、用能方式升級?!拔覀兊谝皇且岣弋a(chǎn)品綠色低碳‘成色’;第二是要持續(xù)保持工業(yè)的價值創(chuàng)造能力和就業(yè)吸納能力,工業(yè)仍然是穩(wěn)增長的重要基座;第三,因為現(xiàn)在全球科技競爭聚焦于節(jié)能降碳這個領(lǐng)域,我們要通過工業(yè)節(jié)能降碳實踐來掌握低碳時代的技術(shù)標準的話語權(quán),這是一個更高維度的實踐?!?/p>
智能技術(shù)賦能工業(yè)節(jié)能:從設備更新到系統(tǒng)革命
在“雙碳”戰(zhàn)略全面推進的背景下,工業(yè)領(lǐng)域正經(jīng)歷深刻的綠色變革,數(shù)字化、智能化、綠色化融合發(fā)展已經(jīng)成為了新型工業(yè)化的發(fā)展方向。推動工業(yè)領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展,離不開技術(shù)設備、業(yè)態(tài)模式與管理制度的創(chuàng)新升級。
設備能效提升成為工業(yè)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必答題。豐電科技副總裁、豐電壓縮空氣技術(shù)研究院院長羅振東預測,未來設備更新將步入更高維的系統(tǒng)軟硬件整體升級更新時代,而這離不開數(shù)字化的支持?!凹夹g(shù)改造升級的設備換新市場規(guī)模預計將超過每年五萬億,發(fā)酵行業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)是大規(guī)模設備更新的主戰(zhàn)場之一,壓縮空氣系統(tǒng)潛在節(jié)能量可達3,600億kW·h,非常值得關(guān)注?!?/p>
工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)如同“工業(yè)血脈”承擔著換熱、冷卻、工業(yè)保障的作用,節(jié)能空間潛力巨大。威樂(中國)銷售經(jīng)理賈鋒濤帶來了工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能解決方案,在傳統(tǒng)設備節(jié)能、工業(yè)節(jié)能、管理節(jié)能的基礎(chǔ)上,增加了AI優(yōu)化節(jié)能,也稱為數(shù)據(jù)驅(qū)動節(jié)能,即多設備組合、負荷可變、利用人工智能算法對原有的控制系統(tǒng)進行優(yōu)化的一種新的節(jié)能方法?!笆汀⒒?、熱電、冶金領(lǐng)域循環(huán)水系統(tǒng)電耗高,占廠用電總量的20~30%,按工業(yè)用電10%約5千億度、節(jié)電率20%計算,有1000億度500億元的節(jié)能空間?!?/p>
塞安科技董事長兼CTO許海航將影響工廠能耗的因素分為能效與用量兩方面構(gòu)成,涉及設備能效、設備搭配、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運行水平、維保水平五個環(huán)節(jié),并據(jù)此總結(jié)了一些投資性價比高、速度快、風險低的節(jié)能微改造建議,“第一個是升級高效能的設備,用已經(jīng)涌現(xiàn)的技術(shù)成熟的設備進行更換,風險性低,投資性高,回款期短。第二,許多工業(yè)廠房是分期建設,各期之間沒有統(tǒng)一的規(guī)劃,中間系統(tǒng)結(jié)構(gòu)很多時候會存在缺陷,這時候可以考慮優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu),構(gòu)建智慧系統(tǒng),最終把整個能源結(jié)構(gòu)形成了一個基于物聯(lián)網(wǎng)、基于云平臺、基于數(shù)據(jù)的管理模式,在這樣的情況下面,整個能耗就可以達到一個可控的狀態(tài),往往會取得很大的節(jié)能成果?!?/p>
“雙碳”目標實現(xiàn)過程也是全社會電氣化與再電氣化的過程,為高效低碳驅(qū)動系統(tǒng)帶來了巨大機遇,電機系統(tǒng)是是高效低碳的驅(qū)動系統(tǒng),也是現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)和核心動力,對實現(xiàn)低碳綠色發(fā)展的重要作用。國際銅業(yè)協(xié)會北京首代梁棟指出,通過“物移云大智”對電動機進行智能化改造,可以實現(xiàn)在線測量驅(qū)動系統(tǒng)運行效率、負載率、震動、溫升等關(guān)鍵運行參數(shù);最大化的優(yōu)化系統(tǒng)的運行效率,達到顯著的節(jié)能減排的效果,降低碳排放量;根據(jù)運行參數(shù)進行大數(shù)據(jù)分析,對系統(tǒng)運行進行動態(tài)優(yōu)化;測量的實際運行數(shù)據(jù)可以為后序衍生的碳金融、碳交易等提供堅實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)等,賦能電動機系統(tǒng)低碳綠色發(fā)展。
余熱余能利用:從"廢能"到"寶藏"的價值重構(gòu)
余熱余能循環(huán)利用領(lǐng)域通過將“無用”的能量有效回收利用,提升系統(tǒng)能源利用效率,減少污染浪費,是工業(yè)節(jié)能重點領(lǐng)域之一,對推動清潔能源智能化、集成化、低碳化發(fā)展具有重要推動作用。
面對發(fā)展如火如荼的余熱余能利用領(lǐng)域,如何開辟新賽道,也成為了工業(yè)節(jié)能企業(yè)的一個關(guān)注熱點。華源泰盟應用技術(shù)專業(yè)副總工程師楊巍巍將目光投向了大溫差長輸供熱領(lǐng)域?!按鬁夭铋L輸流程的最大特點就是我們把常規(guī)換熱器換成了我們發(fā)明的吸收式換熱機組,能把回水溫度顯著降低到比二次回水溫度還低的程度,而且基本是零能耗。它的應用場景非常多,包括城市里各種換熱站,如果城市發(fā)電站改造的時候溫度降得不夠低,我們還可以在城市邊上為長輸管網(wǎng)專門建設大型能源站進一步降溫。”
楊巍巍同時輔以華源泰盟的城市級大溫差改造及長輸供熱典型案例:大同市大溫差改造工程,其特點是取締了市內(nèi)全部燃煤鍋爐房,空氣質(zhì)量得到了明顯改善,實現(xiàn)了從“黑三甲”到“北方三亞” 的轉(zhuǎn)變?!斑@是我們開發(fā)出大溫差吸收式換熱機組后首次應用的一個項目,這個項目應用成功之后,這種機器和設計理念才被廣泛接受,才會有后面大量的應用,所以說這是一個效果特別好的開山之作。”
“過去我們熟知的中高品位的熱源余熱都已經(jīng)開發(fā)殆盡了,那么未來的余熱資源開發(fā)就得向更低品位的余熱余能探索?!狈谠苿t認為,推動技術(shù)“微創(chuàng)新”,開發(fā)更難利用的更低品位余能,會是新的工業(yè)節(jié)能藍海?!拔覀冋{(diào)研過一家酒廠,100度以下的低溫廢熱,通過近真空條件的廢熱增壓回收,可以減少鍋爐50%以上新蒸汽需求,單體規(guī)模比較小,節(jié)能效果也很好?!?/p>
未來展望:"十五五"工業(yè)節(jié)能發(fā)展路徑初探
“十五五”期間,工業(yè)節(jié)能領(lǐng)域會有什么新的動向和變化?在“重點用能行業(yè)‘十四五’節(jié)能降碳形勢與‘十五五’展望”圓桌對話環(huán)節(jié),五位嘉賓為聽眾分享了他們對于未來政策趨勢與產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向的預判。
“做節(jié)能還是要靠技術(shù),根本上還要靠技術(shù)的進步來帶動能效的提升。”國家節(jié)能中心評審處處長閆金光從國家政策角度進行分析,他表示“雙碳引領(lǐng)”是戰(zhàn)略層面,能耗雙控逐步向碳排放雙控轉(zhuǎn)變,則是戰(zhàn)術(shù)層面,節(jié)能與“雙碳”戰(zhàn)略本質(zhì)都是通過具體措施,從底層上以更少的資源帶來更大的經(jīng)濟效益產(chǎn)出?!肮?jié)能工作或者節(jié)能的制度建設雖然會在‘雙碳’后期減少一些密切的掛鉤,但節(jié)能制度建設和要求還是要持續(xù)推動的,未來‘十五五’期間,可能更多還是要強調(diào)能源利用效率的提升,對相關(guān)政策的修訂,會有一個激勵和約束并重的傾向?!?/p>
中國鋼研科技鋼鐵綠色化智能化技術(shù)中心副主任酈秀萍認為,一站式服務模式是鋼鐵節(jié)能領(lǐng)域未來重點關(guān)注對象?!拔覀冧撹F制造流程涉及上游的供應鏈和下游的服務鏈,是從節(jié)能的角度來看,未來圍繞這個流程的變化拓展服務空間,需要把上下游串聯(lián)起來,構(gòu)建服務生態(tài),不只是節(jié)能服務,而必須是整體的服務?!?/p>
中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會科技與裝備部主任李永亮從技術(shù)角度出發(fā),建議石化領(lǐng)域節(jié)能服務企業(yè)深化節(jié)能服務與工藝的聯(lián)系,加大對中試階段的投入,加強對乙烯等精細化專用學品節(jié)能市場存量的深入挖掘,增強節(jié)能服務商與高校的聯(lián)動,共同促進石化領(lǐng)域節(jié)能降碳發(fā)展。
近期,全國碳排放權(quán)交易市場剛完成首次擴圍,隨著未來配額收緊,勢必會對工業(yè)節(jié)能領(lǐng)域產(chǎn)生影響。中國有色金屬工業(yè)協(xié)會科學技術(shù)部處長李丹建議傳統(tǒng)節(jié)能服務企業(yè)重點關(guān)注“雙碳”相關(guān)動向,同時參考歐盟的相關(guān)情況,向工業(yè)企業(yè)的能碳管理中心平臺方向轉(zhuǎn)移滲透。
中國建筑材料聯(lián)合會科技發(fā)展部高級工程師王勇表示,新一輪供給側(cè)改革與加速推進碳市場建設背景下,建材行業(yè)正面臨淘汰落后產(chǎn)能、嚴控新增產(chǎn)能的局面,倒逼企業(yè)推進節(jié)能降碳工作,為了保證行業(yè)健康發(fā)展,他建議建材領(lǐng)域節(jié)能企業(yè)聚焦新能源技術(shù)、先進適用技術(shù)、突破性技術(shù)與智能化技術(shù)這四大技術(shù)方向。
工業(yè)節(jié)能降碳不僅是應對氣候變化的重要舉措,更是實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。隨著"十五五"規(guī)劃的臨近,在政策驅(qū)動下,工業(yè)領(lǐng)域節(jié)能降碳工作將更加注重技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級,為實現(xiàn)"雙碳"目標貢獻力量。