国内首个太阳能热泵蒸汽系统在济南发布后，引发多方关注，正在成为低碳制造的优选绿色工业有了芯动力
力诺瑞特和上海交大合作研制的空气源热泵系统助力工业减排，还可和光伏、光热系统配套使用。
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“能源低碳化，事关人类未来”已成为全球共识。“双碳”战略背景下，如何破解工业蒸汽用能难题、推动工业节能改造，打造绿色低碳工业？空气源热泵蒸汽系统是优中选优的解决方案。
“只要是需要用到蒸汽的地方，都可以用我们的空气源热泵蒸汽系统替代传统的锅炉，用途十分广泛。”聊起公司和上海交大联合研发的国内首个太阳能热泵蒸汽系统，山东力诺瑞特新能源有限公司（以下简称“力诺瑞特”）副总经理孙岩信心满满。
力诺瑞特这一新技术新产品发布一个多月来，引发社会多方关注，食品、化工、纺织、制药甚至屠宰等领域的多个合作项目正在洽谈推进中，市场前景喜人。
创新产品一炮打响
走进力诺科技园宏济堂制药中药饮片工厂，一个崭新的空气源热泵蒸汽系统，正在为饮片厂中药熏蒸煮工序提供源源不断的高温蒸汽。自2021年5月建成投用以来，这个系统已稳定运行5个月，每小时提供1吨蒸汽，满足车间生产需求。
“系统通过空气源高温复叠热泵，将环境空气中的低品位热源提升至所需蒸汽温度，实现最高160℃饱和蒸汽的供应，并可在-20℃低温环境下持续供汽。”孙岩介绍。
在不远处的宏济堂酒坊，还有一个小一点的“样板工程”：利用空气源热泵蒸汽系统，每小时为酒坊提供0.3吨120℃纯净蒸汽，用于酒坊蒸酒，酿制纯粮七粮液。
得益于园区的太阳能光伏+光热配套，两个项目不仅替代了传统锅炉，还大幅度节省了用电支出，提升了减排效果，最高节电超过40%，每吨蒸汽成本低至240元，仅相当于同等规模电锅炉的60%、燃气锅
炉的66%。
除了在园区内示范应用，自今年9月28日正式发布以来，力诺瑞特空气源热泵蒸汽系统已在工业领域引发广泛关注。“这一个多月来，已有多个领域的企业和我们接洽。”孙岩告诉记者，其中两个项目已在推进落地中，一个是莱芜区一家食品企业引进空气源热泵蒸汽系统改造原有蒸汽设备进行果蔬烘干，另一个是诸城市一家屠宰企业引进系统用于高温褪毛，“还有纺织、化工、制药企业希望用来替代传统锅炉，实现高温蒸汽的绿色供应。”绿“芯”颠覆传统锅炉
孙岩介绍，传统产生蒸汽的办法主要有4种，燃煤锅炉（包括热电联产）、燃油锅炉、燃气锅炉、电锅炉，另外还有近年来推广的生物质锅炉。在环保政策要求下，大部分燃煤锅炉已禁用，燃油锅炉也仅限于小部分地区，现在占市场主流的是热电联产、燃气锅炉和热锅炉。
与传统锅炉相比，使用空气源热泵蒸汽系统具有诸多明显的优势。“能效方面，以电锅炉为例，产生一吨蒸汽一般需要720-750度电，用我们的空气源热泵蒸汽系统，产生一吨160℃的高温蒸汽，只需要450度电，最多可省电40%，优势明显。”孙岩说。如果给空气源热泵蒸汽系统配装太阳能光伏、光热系统，使用成本和碳排放量还能进一步降低。据测算，配套太阳能光伏发电系统后，使用成本可再降低50%；如果选用力诺瑞特独有的CPC集热器作为主热源或补充热源，每吨蒸汽最低成本可降至100元。
此外，传统锅炉是压力容器，属于特种设备，需要持证的司炉工进行管理，运行过程中还有爆炸风险。“我们的空气源热泵蒸汽系统不属于压力容器，全程负压运行，利用物联网技术，用手机就能远程操作、自动管理，不需要持证司炉工专人值守，不用报批、年检，也没有触电、燃气泄漏、爆炸等安全隐患。”孙岩说，不论是从节能环保、运行支出还是安全性能看，空气源热泵蒸汽系统都是对传统锅炉的颠覆。
“独门武器”填补空白
在空气源热泵行业内，力诺瑞特空气源热泵蒸汽系统也有自己的“独门武器”。这个“独门武器”就是力诺瑞特联合上海交大历时5年研发的高温空气源热泵+水蒸气压缩机，其中水蒸气压缩机是目前行业内的独家产品。
“国内做空气源热泵的企业，大部分产品是冷暖机和热水机，用于工业领域的不多。”孙岩告诉记者，目前行业内已有部分企业将空气源热泵用于工业烘干，但常规企业只能满足80℃以下的需求，利用空气源热泵能够提供90℃以上高温蒸汽的国内企业很少，“利用空气源热泵能够提供160℃高温热源的，我们是独一家。”
高温蒸汽要满足工业应用需求，需要满足高温+高压两个条件。高温热泵产生的低温蒸汽，通过管道加热可能实现了温度的提升，但无法同时实现压力的提升，只能通过水蒸气压缩机来实现。别的企业蒸汽温度升不上去，力诺瑞特利用高温空气源热泵+水蒸气压缩机产生高温高压蒸汽后，还能根据需要把温度降下来，“这就是力诺瑞特空气源热泵蒸汽系统的核心竞争力。”
正是基于这一能力，力诺瑞特不仅能够满足80℃以下的市场需求，还填补了80℃特别是120℃以上的市场空白，而80℃以上在整个工业应用市场中占比达到40%。不仅如此，在0℃～160℃范围内，力诺瑞特还能为工业企业量身定做不同温度需求的整体能源解决方案，实现能源梯级利用，成为国家相关政策的积极响应者。
千亿元级市场等待挖掘
在“双碳”战略背景下，工业领域急需 一种更优的蒸汽绿色节能解决方案，解决工业用能“高污染、高能耗、高排放”难题。当前空气源热泵工业领域推广使用还处在起步阶段，但业界已看到了产业化的广阔前景。
国内工业锅炉市场，每年产品销售规模在2000亿元左右，4吨以下锅炉占了60%左右，其中燃气、燃油两类锅炉占了75%，从减碳的角度，如果将这些锅炉全部替换掉，市场规模已接近千亿元。
“除了广泛应用于轻纺、能源、建材、木材、化工、冶金、交通、制药、造纸、食品等需要制取高温蒸汽的工业企业，空气源热泵蒸汽系统在工业改造、环保领域也有很大市场空间。”孙岩说，比如回收化工厂冒的白烟（100℃左右的蒸汽）进行加压再利用，只需 90度电就能产生1吨160℃的高温蒸汽；再比如将烘干污泥产生的废水余热重新加压回用，可大量节省能源，“各种市场需求加起来，未来市场规模超过千亿元。”
力诺瑞特已计划在全国推广超过10000个绿色工厂，通过打造样板工程形成示范效应，将空气源热泵蒸汽系统打造成为“工业绿动力”首选，加快工业减排进程。
此外，企业目前的标准产品只有0.5吨和1吨两种。“我们正在研发2吨和4吨的产品，尽快把单机规模做大。”据孙岩介绍，力诺瑞特还在研发余热回收型定制产品水源热泵，未来利用50℃废水即可产生120℃蒸汽，节能55%。
（图/文 本报记者 刘文忠）
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