發(fā)布時間： 2018年05月04日
“作為一個工業(yè)大國，中國在工業(yè)領(lǐng)域的能源消耗占總能耗的60%，但工業(yè)領(lǐng)域的余熱利用效率還是偏低，初步統(tǒng)計不足50%。”清華大學(xué)建筑學(xué)院副教授夏建軍在近日舉辦的以低品位工業(yè)余熱利用為主題的研討會上表示，五類高能耗企業(yè)——煉鋼、黑色金屬、有色金屬冶煉、水泥、煤窯，都存在大量的余熱排放，余熱利用的潛力非常大。
工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過程中排放的廢熱、廢水、廢氣等低品位能源，利用余熱回收技術(shù)可以將其回收用于建筑供熱、提供生活熱水。但是，目前囿于技術(shù)限制，大量低品位工業(yè)余熱未能回收利用。
“粗放經(jīng)濟(jì)條件下，低品位余熱往往被浪費掉了，隨著技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展觀念的不同，低品位工業(yè)余熱是今后我們要回收利用的一個重點?！贝筮B冷凍機(jī)股份有限公司總經(jīng)理丁杰說。
余熱利用好處多
工業(yè)余熱按品位分為高品位、中品位、低品位，其中中高品位的余熱大多通過余熱發(fā)電項目得到回收利用，其余的廢熱大多通過冷卻的形式排放或直接排放。
夏建軍認(rèn)為，將低品位工業(yè)余熱作為重要熱源補(bǔ)充，和熱電廠以及鍋爐房一起用于城鎮(zhèn)集中供熱，對于解決北方城市冬季供熱熱源緊缺、降低北方集中供熱能源消耗、改善冬季大氣環(huán)境以及進(jìn)一步提高工業(yè)企業(yè)能源利用效率具有十分重要的意義。
據(jù)統(tǒng)計，中國北方在采暖季可用于供暖的工業(yè)余熱量達(dá)到1.14億噸標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量?！皬倪@個角度來看，工業(yè)余熱能夠覆蓋北方一半左右的供熱需求，潛力非常大?！毕慕ㄜ娬f。
另外，低品位的工業(yè)余熱，基本上以水冷卻的排放方式為主，少量是以空氣散熱直接排放，而工廠為了排放這一部分余熱，不得不消耗大量的水?！霸诓膳荆覀円媒?0億立方水來排放低品位工業(yè)余熱。”在夏建軍看來，這相當(dāng)于蒸發(fā)掉了我國南水北調(diào)工程運水量的一半以上，如果把這一部分余熱加以利用，將會有非常好的節(jié)水效果。
對于低品位工業(yè)余熱利用的好處，夏建軍認(rèn)為，首先可以解決熱源緊缺的問題，有利于民生，此外還具有非常好的經(jīng)濟(jì)效益。
“余熱以前就是白白扔掉，現(xiàn)在把它用好之后，可以大幅減少化石能源消耗，具有經(jīng)濟(jì)價值?！毕慕ㄜ娬f，“我們應(yīng)該把工業(yè)余熱作為特有的戰(zhàn)略資源，在北方這樣的供熱體系中發(fā)揮出重要的作用。”
技術(shù)難題待攻克
低品位工業(yè)余熱利用好處頗多，但運行起來卻不易。首要難題就是經(jīng)濟(jì)有效地將余熱采集起來?！肮I(yè)生產(chǎn)是非常復(fù)雜的，其產(chǎn)生的余熱品位都不一樣，而要通過大聯(lián)合的方式，將很多工廠溫度不等的余熱充分整合起來，并不容易?！毕慕ㄜ娬f。
此外，長距離輸送、成套調(diào)配體系缺乏等問題，都有待解決?！坝酂嵋鳛閼?zhàn)略資源來利用的話，必須做到長遠(yuǎn)規(guī)劃、梯級利用、吃干榨盡，不能只用溫度比較高的、好用的，而把一些低品位的或者不太好用的余熱浪費掉。”夏建軍說。
夏建軍表示，余熱資源不光要考慮來源問題，作為一個系統(tǒng)工程，還要兼顧末端，包括如何降低回水溫度，如何配合供熱網(wǎng)的熱源調(diào)節(jié)等問題?！耙煤霉I(yè)余熱，必須是熱源、熱網(wǎng)、熱用戶以及政府各方統(tǒng)一協(xié)調(diào)，制定相關(guān)的政策、鼓勵機(jī)制等，共同來推動低品位工業(yè)余熱利用?！?/p>
利用低品位工業(yè)余熱供熱與傳統(tǒng)供熱并不完全相同。傳統(tǒng)供熱，是熱源單方面服務(wù)于用戶，但工業(yè)余熱需要雙方互相服務(wù)。工廠為用戶提供余熱，卻也將用戶作為工業(yè)的冷卻塔，用戶必須要把工業(yè)余熱全部利用，否則就會影響工業(yè)生產(chǎn)。夏建軍認(rèn)為，這之間相互協(xié)調(diào)，又存在矛盾，這中間的調(diào)節(jié)機(jī)制和調(diào)節(jié)手段不可或缺。
從技術(shù)角度來看，盡管吸收式系統(tǒng)、吸附式系統(tǒng)、新型材料等眾多先進(jìn)的技術(shù)在一定程度上推動了余熱利用的發(fā)展，但各自的缺陷也在一定程度上制約了余熱利用技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。在一篇題為《低品位余熱利用技術(shù)的研究現(xiàn)狀、困境和新策略》的文章中，提到了各項技術(shù)的瓶頸與障礙。
在溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)中，溴化鋰對金屬材料有腐蝕性，且會出現(xiàn)結(jié)晶導(dǎo)致?lián)Q熱性能下降甚至換熱器無法正常運行；與吸收式制冷系統(tǒng)相比，吸附式制冷系統(tǒng)不存在結(jié)晶問題，但需要采用風(fēng)冷、水冷方式進(jìn)行冷卻，受到風(fēng)能和水能的制約；各種新型材料在蓄能、熱轉(zhuǎn)換方面表現(xiàn)出優(yōu)良的特性，但是如果不采取合理的散熱，很難達(dá)到理想的蓄能和發(fā)電水平……
為突破困境，需要進(jìn)一步對相關(guān)技術(shù)進(jìn)行深入研究，攻克材料性能、封裝工藝等技術(shù)難關(guān)之外，對換熱設(shè)備及換熱工質(zhì)進(jìn)行改進(jìn)，也是今后較長時期的一個重要發(fā)展方向。
區(qū)域能源解決方案
“對于供和需的匹配問題，應(yīng)該通過多用戶、多熱源的大聯(lián)網(wǎng)，互相協(xié)調(diào)的方式來解決。對于保障工廠生產(chǎn)的問題，要推動熱源互補(bǔ)，包括通過調(diào)峰、備用熱源來解決?！毕慕ㄜ娬f。
關(guān)于城市熱網(wǎng)的新模式探討，夏建軍建議，可以把低品位的工業(yè)余熱作為基礎(chǔ)熱源，將熱電廠的熱和電以及天然氣協(xié)同運行，共同形成區(qū)域大聯(lián)網(wǎng)，最終解決供給側(cè)的需求。
通過區(qū)域能源解決方案，最終實現(xiàn)余熱資源的綜合合理匹配，不光是節(jié)能減排，更多是關(guān)系到國計民生，對于改善環(huán)境具有重要意義。夏建軍建議，要真正推動這一項技術(shù)或者工程在北方繼續(xù)實施，需要做的工作包括：頂層設(shè)計、統(tǒng)一規(guī)劃，合理配備北方地區(qū)各類資源和協(xié)調(diào)清潔能源；國家制定相應(yīng)政策，有配套資金推動；余熱實施示范工程要進(jìn)行進(jìn)一步技術(shù)驗證，為技術(shù)全范圍的推廣奠定基礎(chǔ)。
住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心、康居認(rèn)證中心副主任梁浩認(rèn)為，工業(yè)化的城市才會有大量的余熱，才能夠形成綜合熱網(wǎng)，而我們國家整個經(jīng)濟(jì)都在面臨發(fā)展的轉(zhuǎn)型，要從高速度增長轉(zhuǎn)向高質(zhì)量增長，轉(zhuǎn)型的過程就會對效率、質(zhì)量和動力有更高要求，“工業(yè)化越發(fā)達(dá)的城市面臨的轉(zhuǎn)型壓力越大，頂層設(shè)計尤為重要”。
綠水青山就是金山銀山。梁浩表示，要落實這一理念，應(yīng)該做到三個創(chuàng)新——政策創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新，“這三個創(chuàng)新缺一不可，只有這三個創(chuàng)新協(xié)同了，才能使綠水青山變成金山銀山，余熱利用也一樣”。
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