双碳目标下，你的工厂蒸汽该从哪里来？一文说清主要技术路线

双碳目标下，你的工厂蒸汽该从哪里来？一文说清主要技术路线。

一、转型压力

工业供热占我国终端能耗比重较高，传统以燃煤、燃气锅炉为主的供能方式碳排放强度大。随着“十五五”期间能耗双控向碳排放双控转变机制的建立，工业供热绿色低碳转型已刻不容缓。

根据国家发改委数据，目前我国工业领域近50%的能耗最终以废热形式排放，而工业热泵在整个工业用热场景中占比尚低于1%，显示巨大节能潜力。

工业领域余热资源丰富、用热需求大，是未来热泵应用的重要场景。

二、天然气锅炉

虽然天然气燃烧的碳排放强度仅为燃煤的57%，但随着消费量增长，预计到2030年天然气燃烧产生的碳排放将超过全国总量的10%。

天然气锅炉正在向超低氮和高效低碳方向进化。清华大学与相关企业研发的多元烟气回流分级低氮燃烧技术，能将氮氧化物排放稳定控制在极低水平。

更前沿的技术路径是天然气掺氢/氨燃烧。这一方向已被列入国家重点研发计划，有望成为传统天然气利用方式的低碳转型途径。

高效低碳燃气锅炉系统通过“产热—换热—余热回收—多能耦合”全链条创新，结合智能多能互补系统，可使运行成本下降82.3%，碳排放减少40%。

三、热泵技术

工业热泵技术正成为供热领域新质生产力的代表。我国已在高温工业热泵领域实现重大突破，率先实现200摄氏度以下高温蒸汽的稳定供应。

热泵作为高效热量生产转换装置，使用热泵替代燃煤燃气锅炉供热，能显著减少化石燃料消耗。

国际能源署将热泵与光伏、风电、电动汽车并列为实现碳中和目标的四大清洁能源关键技术之一。

中国科学院广州能源研究所构建的冷热汽耦合供能系统，能以绿色电力驱动，同时供应冷水、热水和100℃～170℃饱和蒸汽。

熔盐储热耦合高温热泵技术也展现出良好前景。上海电气打造的“1.1MW/10.8MWh多元热储绿色蒸汽系统”，每年可减少二氧化碳排放约1100吨。

四、生物质能源

生物质能供热在特定条件下展现出优越的经济性和环保性。研究表明，生物质气化燃气供热和生物质直燃供热的综合蒸汽成本最低，且碳排放基本为零。

沈阳化工大学团队研发的流化床两段气化技术已成功应用于中药渣、白酒糟等工业生物质废物处理，在多地建成产业化应用工程。

该技术对高含湿、低热值生物质燃料具有独特适应性，生物质冷态气化效率稳定维持在80%以上。

这一技术路径特别适合食品加工、酿酒、制药等产生大量生物质废弃物的行业，实现“以废治废”的循环经济模式。

五、太阳能光热

太阳能光热技术通过聚光集热产生高温，再通过热交换产生蒸汽，是实现零碳工业供热的理想选择之一。

西藏安多10万千瓦光热电站采用熔盐塔式技术，通过1.6万面定日镜将太阳能反射至吸热塔，使熔盐升温至560摄氏度，再通过高温熔盐进行逆流换热产生高温高压蒸汽。

项目建成后，年均发电量可达2.6亿度，每年可节约标煤6万吨，减少二氧化碳排放量约16.5万吨。

太阳能光热技术配套储能系统后可实现24小时连续稳定供热，克服了太阳能间歇性的缺点。

六、选择决策

面对多样的技术路线，企业需要根据自身情况做出合理选择。

对于高温蒸汽热泵系统，研究显示其建议应用场景在100～120℃温度范围内，在更高温度区间应用的技术经济性仍有待验证。

电加热蓄热供蒸汽的成本受电价影响显著，只有当电价低于0.25元/千瓦时时，相比天然气供热才更为经济。

生物质能供热虽然综合成本低且近零碳排放，但受到原料供应稳定性和运输半径的限制，适合在生物质资源丰富地区或本身产生生物质废料的工厂应用。

太阳能光热技术初始投资较高，但运行成本低，适合太阳能资源丰富地区且有稳定蒸汽需求的工厂。

天然气锅炉经过低碳改造后，可以作为过渡时期的可靠选择，特别是通过掺烧氢/氨等零碳燃料，逐步降低碳排放强度。

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在广州能源所的实验室里，科研人员正在调试一台170℃的蒸汽热泵机组，它能用电驱动将低品位余热“提升”为高品质工业蒸汽。上海奉贤的工厂中，多元热储绿色蒸汽系统正平稳运行，将低谷电力转化为随时可用的热能。

技术路线已然清晰，但每家企业的答案却不尽相同。你的蒸汽温度需求是多少？当地能源价格如何？厂区有无可用的余热或生物质资源？这些具体问题，正是专业价值所在。

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