零碳的概念

“零碳”并不是不排放CO2，而是通過節(jié)能減排、建設(shè)新能源項(xiàng)目、植樹造林等形式以抵消自身產(chǎn)生的CO2或其他溫室氣體排放量，實(shí)現(xiàn)正負(fù)抵消，達(dá)到相對零排放。對于高能耗和高排放企業(yè)，顯然通過這些措施完全不能實(shí)現(xiàn)，允許通過購買碳信用方式，在更大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)零排放，也就是“碳中和”。

工業(yè)領(lǐng)域碳排放占我國碳排放比重大于70%，因此成為我國碳達(dá)峰行動(dòng)的重點(diǎn)領(lǐng)域。推進(jìn)工業(yè)領(lǐng)域“零碳”體系建設(shè)，主要包括開展“零碳”工廠、“零碳”產(chǎn)品、“零碳”供應(yīng)鏈、“零碳”園區(qū)建設(shè)等。

“零碳”工廠：注重于企業(yè)生產(chǎn)過程中的碳排放，是園區(qū)碳排放的重要組成部分。

“零碳”產(chǎn)品：注重于產(chǎn)品的生產(chǎn)過程以及原材料的碳排放，是供應(yīng)鏈碳排放的重要組成部分。

“零碳”園區(qū)：所屬工廠（企業(yè)）及園區(qū)內(nèi)公共設(shè)施、附屬設(shè)施碳排放的集合。

“零碳”供應(yīng)鏈：工廠所有產(chǎn)品碳排放的集合。

熱源零碳化關(guān)注度明顯低于電力零碳化

目前，我們國內(nèi)也在不斷涌現(xiàn)零碳工廠案例，但深究之下可以發(fā)現(xiàn)，有些項(xiàng)目存在碳排放核算誤區(qū)——僅關(guān)注電力零碳化，而忽略了生產(chǎn)過程中熱源的脫碳降碳。

熱源，是指為工廠生產(chǎn)提供蒸汽、熱風(fēng)、導(dǎo)熱油加熱、熱水等的熱源設(shè)備，主要體現(xiàn)產(chǎn)品為鍋爐和熱泵。工業(yè)領(lǐng)域的熱源能耗占比能達(dá)到整個(gè)工業(yè)能源消耗的40%-90%（網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)），通過接入可再生能源實(shí)現(xiàn)熱源電氣化，綠電供熱替代傳統(tǒng)化石能源是實(shí)現(xiàn)熱源降碳的關(guān)鍵，因此，不管是在中國還是在歐盟等海外國家，都明確提出了熱源電氣化改造。

中國在2022年推出的《工業(yè)領(lǐng)域碳達(dá)峰實(shí)施方案》明確指出：“推動(dòng)工業(yè)用能電氣化。綜合考慮電力供需形勢，拓寬電能替代領(lǐng)域，在鑄造、玻璃、陶瓷等重點(diǎn)行業(yè)推廣電鍋爐、電窯爐、電加熱等技術(shù)，開展高溫?zé)岜谩⒋蠊β孰姛醿?chǔ)能鍋爐等電能替代，擴(kuò)大電氣化終端用能設(shè)備使用比例。重點(diǎn)對工業(yè)生產(chǎn)過程1000℃以下中低溫?zé)嵩催M(jìn)行電氣化改造。加強(qiáng)電力需求側(cè)管理，開展工業(yè)領(lǐng)域電力需求側(cè)管理示范企業(yè)和園區(qū)創(chuàng)建，示范推廣應(yīng)用相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品，提升消納綠色電力比例，優(yōu)化電力資源配置。”這一條甚至在“加快工業(yè)綠色微電網(wǎng)建設(shè)”“增強(qiáng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)互動(dòng)”“加快新型儲(chǔ)能規(guī)模化應(yīng)用”之前，這也側(cè)面體現(xiàn)了熱源降碳在實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)中的重要性。但從目前發(fā)展來看，整個(gè)市場的關(guān)注點(diǎn)集中在風(fēng)電、光電、源網(wǎng)荷儲(chǔ)、儲(chǔ)能等領(lǐng)域，熱源零碳化、低碳化改造沒有得到與之重要性相匹配的關(guān)注度。

熱源零碳化的技術(shù)路徑

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，工業(yè)用熱溫度分布方面，高溫用熱（超過1100℃）占30%，中低溫用熱（150～300℃）占27%，低溫用熱（低于150℃）占26%。方案提出重點(diǎn)對工業(yè)生產(chǎn)過程1000℃以下中低溫?zé)嵩催M(jìn)行電氣化改造，這就意味著對70%的工業(yè)用熱需求進(jìn)行電能替代。

方案里還明確提到高溫?zé)岜眉夹g(shù)和大功率電熱儲(chǔ)能鍋爐，這也給市場明確提供了熱源零碳化的技術(shù)路徑。這2大類產(chǎn)品都具有明顯的節(jié)能、降本、降碳屬性。從實(shí)際應(yīng)用來看，目前，高溫?zé)岜迷趪鴥?nèi)外都幾乎只能用于低溫?zé)嵩锤脑欤?40℃以上的供熱技術(shù)成熟度仍待提高，實(shí)際性能也有待更大規(guī)模的市場驗(yàn)證。而大功率電熱儲(chǔ)能鍋爐，不管是熔鹽儲(chǔ)能還是固體儲(chǔ)能，低溫供熱技術(shù)普遍成熟，并且有望在150～300℃溫度區(qū)間也爭得一席之地。

金喆固體儲(chǔ)能供熱機(jī)組作為零碳工廠熱源的可行性

我們山東金喆儲(chǔ)能生產(chǎn)的固體儲(chǔ)能供熱機(jī)組，是采用固體介質(zhì)儲(chǔ)存熱量的大功率電熱儲(chǔ)能鍋爐。我們從2022年開始落地第一個(gè)工業(yè)儲(chǔ)能供蒸汽項(xiàng)目，之后一直積極拓展工業(yè)熱源低碳化改造市場，也在工程實(shí)踐中不斷完善產(chǎn)品，拓展產(chǎn)品的使用場景。目前，相較于其他零碳工業(yè)熱源，我們擁有以下優(yōu)勢：

一是，一臺(tái)設(shè)備同時(shí)滿足儲(chǔ)能和供熱兩種需求。

零碳工廠建設(shè)，幾乎無法繞開光伏和風(fēng)電，而間歇性能源的不穩(wěn)定性與工業(yè)用熱要求的連續(xù)性、穩(wěn)定性之間有明顯的沖突和矛盾。我們的固體儲(chǔ)能供熱機(jī)組，本身就自帶綠電消納屬性，蓄熱和放熱2大模塊分別對應(yīng)儲(chǔ)能和鍋爐2種功能，可以將不穩(wěn)定的綠電轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的熱量輸出。

二是，熱輸出形式更全面，熱輸出溫度更高。

可用于輸出≤2.5MPa蒸汽、≤300℃熱風(fēng)、≤250℃導(dǎo)熱油加熱、≤85℃熱水，簡單來說，就是可以覆蓋250℃以下的用熱場景。這就比單純只能低溫供熱的熱源設(shè)備和熱輸出形式比較單一的熱源設(shè)備有了更大的市場空間、更豐富的應(yīng)用場景。簡單舉例來說，很多工廠需要0.7MPa-1.0MPa飽和蒸汽，這時(shí)候的蒸汽溫度約為165℃-184℃，這個(gè)溫度區(qū)間超出了目前高溫?zé)岜眉夹g(shù)的能力范疇，但卻處于我們電熱儲(chǔ)能鍋爐的適用區(qū)間。

三是，可以10kv、35kv高電壓直接接入，相比只能380V電壓供電的產(chǎn)品，配電成本更低。

為什么方案里提到的是“大功率電熱儲(chǔ)能鍋爐”而不單純是“電熱儲(chǔ)能鍋爐”呢？電熱儲(chǔ)能鍋爐，本質(zhì)上還是利用電加熱來產(chǎn)生蒸汽的技術(shù)。根據(jù)能量守恒定律，每度電產(chǎn)生的熱值是固定的，不管用哪種電加熱技術(shù)，產(chǎn)1噸飽和蒸汽的耗電量都在700-800kwh（進(jìn)水溫度為常溫），相應(yīng)的就需要變壓器余量在800KW以上，蒸汽需求量越大，配電方面的投資壓力就會(huì)越大。而大功率電熱儲(chǔ)能技術(shù)，可以直接接入高壓電網(wǎng)，變壓器只需承擔(dān)一臺(tái)風(fēng)機(jī)的負(fù)荷，變壓器增容、電纜等配電設(shè)施的投資明顯低很多。

四是，產(chǎn)品模塊化。

模塊化意味著設(shè)備更容易大型化、規(guī)模化拓展，也意味著整機(jī)自動(dòng)化程度更高，運(yùn)營管理更簡單，更意味著產(chǎn)品質(zhì)量可控、性能穩(wěn)定，單模塊故障不會(huì)造成整機(jī)停機(jī)。

如果您有零碳工廠、零碳園區(qū)建設(shè)需求，且該工廠、園區(qū)生產(chǎn)過程中需要蒸汽或者整個(gè)園區(qū)需要供暖，都適合考慮我們的固體儲(chǔ)能供熱機(jī)組，歡迎來電交流。