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多維并舉 丹佛斯加速工業制冷面向“雙碳”目標的技術儲備

多維并舉 丹佛斯加速工業制冷面向“雙碳”目標的技術儲備

多維并舉 丹佛斯加速工業制冷面向“雙碳”目標的技術儲備

  1.  基于中國的“雙碳”政策,中國眾多領域都在進行能源轉型和技術革新。丹佛斯認為這一巨變將給工業制冷帶來哪些新機遇與挑戰?

  閆立新:我們欣喜的看到在中國工業領域的所有引導性項目已經開始推動從低碳到零碳的技術儲備,比如綠色能源、熱泵、新型制冷劑等等。尤其是行業領軍企業,他們非常注重這些方向,以等待市場機遇期的到來。

  關于綠色能源,歐盟理事會于2023年4月投票通過一攬子計劃5項法案。這標志著歐盟碳關稅、碳交易體系改革政策落地,碳關稅將于2023年10月進入過渡期,2026年1月開始正式施行。未來水泥、鋼鐵、鋁等納入碳關稅的產品出口歐盟需上報其碳密度,并按照碳密度征收碳關稅。中國也將逐步推進“雙碳”政策落地,這必然會推動工業制冷行業和產業升級。兩相加持下,中國作為工業制冷領域產品的生產大國和出國大國,這些政策的實施必推動國內企業對綠色能源的應用,盡快實現零碳。就丹佛斯內部而言,中國工廠目前的產品碳排放要高于歐洲,所以丹佛斯計劃進一步提高工廠的綜合能效并采購更多綠電。

  關于熱泵熱回收,目前歐洲已是工業制冷系統中的標配,但中國還處在起步階段,主要應用在引導性項目中。這一技術已十分成熟,關鍵在于應用政策和產業政策的具體落地時間。歐洲以天然氣和綠色能源為主,能源價格較高,余熱回收可以實現客觀的經濟受益。中國目前仍以煤炭發電為主,能源價格較低,各工業企業對于余熱回收的動力不足。

  關于新型制冷劑,二氧化碳作為天然制冷劑成為重要的方向之一。2013年上海翁牌冷藏實業有限公司發生液氨泄漏事故和吉林寶源豐禽業公司液氨泄漏爆炸事故將中國工業制冷領域氨制冷劑的應用推到了風口浪尖,加速推動了二氧化碳制冷劑的應用。2016年《基加利修正案》的推出進一步推動了全球制冷劑替代進程。各企業也在加大對二氧化碳化碳制冷劑應用的技術儲備。

  王鴻杰:工業領域的“雙碳”政策,對中國各個行業都有非常大的影響和引導。各種工藝和生產中的熱能一般占到總能耗在50%以上。如何解決好熱能供應問題對中國“雙碳”目標的實現有著至關重要的作用。在歐洲,區域供熱由能源公司統籌供應。降低碳排放主要由市場經濟因素和政府政策共同主導。如果綠電用的多,電價就會低,經濟性就會好,且政府和能源公司有明確的降碳要求和時間表。比如政府要求丹麥的一些熱力公司于2030年綠電比例達到60%以上。清晰的政策和目標導向極大的推動了各企業實施降碳任務。

  2.  中國作為“世界工廠”,工業領域的節能降碳任務非常艱巨。丹佛斯認為工業能源效率的綜合提升需要關注哪些重點方向?

  閆立新:中國作為世界工廠正在經歷全面的產業升級。原有輕工業制造中高能耗的產業普遍利潤空間不足,未來一定會受到“雙碳”目標和歐洲碳稅等方面的政策沖擊。相關政策實施后非常容易失去全球競爭力。

  可喜的是中國在新能源、半導體等高端制造業取得了非常不錯的技術優勢和市場份額。同時無論是電池、電動汽車、單晶硅、多晶硅等生產都存在大量能耗,工業制冷及熱回收都將大有作為。目前中國對熱回收的重視程度不夠。為了吸引這些產業落戶,當地給到的水、電價格也使得企業對熱回收動力不足。丹佛斯曾經再一些單晶硅和化工項目中遇到過相關案例。但未來“雙碳”政策的落地實施必將讓企業重新重視熱回收的應用,也必將給工業制冷和熱泵行業帶來更多業務機會。業內眾多企業也紛紛擴展原有業務,等待市場機遇的到來。

  王鴻杰:丹佛斯正在推動工業領域的3R(Reduce、Reuse、Resource)方案。Reduce提升工廠能源利用效率。Reuse對工業領域浪費的能源進行回收和再利用,尤其是熱能。如換熱器直接熱回收、熱泵熱回收或吸收式制冷、熱發電等技術都有可以根據不同應用場景幫助工廠實現降碳。Resource則是對工廠里面各個生產環節能耗進行綜合利用。把工廠作為一個綜合體來考慮,對不同的能源需求進行整合。

  但是在Resource環節,很多工廠存在剩余熱能沒有應用場景的問題。打破應用場景壁壘不光是某幾個企業的問題,急需政府和財政方向的引導。在歐洲,熱泵回收后的熱能除自身應用外,還可以將多余熱能并入熱網,用于區域供熱、生活熱水或其他企業的熱能需求。中國目前熱能應用壁壘較高,產業政策欠缺,熱能僅內部回收利用導致投資回報周期較長。

  閆立新:中國余熱的跨墻應用在市政方面已經有一些有益的嘗試。污水處理廠凈化過程中產生大量的余熱很多城市已經開始用于市政供暖。煙臺一些化工企業,設施裝置產生的余熱也在開始給一些工業園區內部的住宅類建筑供熱。目前中國投資建設的大量數據通信設施余熱,現在急需政府進行指導余熱利用,出臺相應政策、計費標準,劃歸建設、運營、管理責任等等。

  王鴻杰:Facebook丹麥數據中心的余熱回收后用于滿足周圍1700戶左右的居民供暖和熱水的需求。這個項目是有當地能源公司主導。政府要求能源公司在2030年之前全部實現綠能的應用,化石能源只能作為一些補充。各能源公司想盡一切辦法找到熱能來滿足需求。

  3.  工業熱泵作為利用工業余熱、提升工業能源效率的有效產品,丹佛斯是否有在這一領域進一步布局的計劃?

  閆立新:工業制冷是丹佛斯重要的應用方向,但近幾年丹佛斯如磁懸浮壓縮機等產品在熱泵方向上的增長飛快,且丹佛斯將進一步開發產品系列,讓磁懸浮技術更適應熱泵熱回收場景。另外,丹佛斯在數字化管網平衡里面是有非常多的應用和技術。熱泵回收的熱量要輸送到相應的熱量需求側,這一過程涉及熱網平衡和能量分配問題。

  王鴻杰:為滿足熱泵系統需求,在產品設計上,丹佛斯正在對壓縮機匹數進行擴容,原有工業制冷的閥件最高溫度上線也提升了15%。3月1日,丹佛斯還完成了對博客有限公司的收購。博客二氧化碳壓縮機、低GWP半封閉活塞壓縮機和冷凝機組將提升丹佛斯作為從產品到全方位綠色制冷和供暖解決方案及技術支持領域的地位。兩個品牌在全球都有完善的布局,且對創新、行業知識和服務有著共同的追求和承諾,將繼續推動全球各地冷鏈和供熱系統快速實現脫碳發展。

  4.  面對數字化轉型和人工智能的發展,丹佛斯是否有計劃將相關技術融入到現有產品解決方案當中?人工智能在工業制冷領域當中的具體應用場景有哪些?新技術的融入將給工業制冷帶了哪些變革?

  閆立新:人工智能并不是未來時,實際上是進行時。在供熱領域,城市熱網的精益供熱系統就需要人工智能的加持。很多大城市熱力公司的熱網面積是以億為單位,擁有幾千個換熱站。單單靠人力實現熱能的精準配送幾乎是不可能的。

  而且熱能供應還存在嚴重的滯后性。丹佛斯從一家熱力公司了解到,從熱源到最末端的供熱區域有20公里,輸送需6個小時。這就需要人工智能和大數據分析來對不同的氣候條件、使用習慣、環境問題,用戶的情況,不同的時間、假期非假期等眾多因素綜合預判熱能需求量,再結合歷史數據通過AI算法計算出最經濟的產熱量和輸送方案。

  中國在很多方面的體量遠超世界其他國家。除了供熱面積外,中國的冷鏈設施單體規模和冷凍群也非常大,對于冷鏈設施的能源管理、能耗分析、機房控制等等都需要人工智能的介入。

  王鴻杰:數字化是丹佛斯非常重要的戰略方向。丹佛斯已經與歐洲的人工智能公司合作開發了相應的AI軟件,并接入了2000個主流超市和生鮮冷庫數據用于AI深度學習和迭代,未來不久丹佛斯將推出一套完善的AI技術解決方案,幫助用戶實現節能、故障分析預判等。但是AI的應用是基于制冷系統的全自動化運行,但目前國內制冷系統能實現全自動化運行的項目還不足10%。AI技術的推廣和普及還有很長的路要走。這是全自動化系統高初投資和人工系統后期高運行管理成本之間的抉擇。且有經驗的機房操作管理人員需求缺口巨大,也使得部分企業轉向全自動化運行制冷系統。

  5.《基加利修正案》已于2021年9月15日正式對中國生效,中國政府也配合出臺了一系列法律法規。近兩年來,這些環保法規對中國工業制冷領域將產生了怎樣的影響?丹佛斯認為中國工業制冷領域在制冷劑替代過程中需要做好哪些準備?

  王鴻杰:從制冷這領域來看,《基加利修正案》產生的影響還是比較深遠的。今年由于工業制冷中R507制冷劑的產能受控,價格不斷攀升。從中長期來看,天然制冷劑的回歸已成為趨勢。丹佛斯在天然制冷劑的回歸作了大量的準備工作。技術層面比較明確的應用方向就是氨和二氧化碳。氨制冷劑的效率是最高的,這毋庸置疑。北美90%的工業制冷系統都采用氨作為制冷劑。中國由于政府對于氨的安全管控,限制了其在大系統中的充注量。丹佛斯的核心技術儲備就是氨的低充注的系統,可以將傳統制冷系統充注量降到原來的50%,且不降低原有系統能效。在一定條件下,效率還會高于傳統系統10%左右。該方案預計明年向全行業推廣應用,并推出可靠的配套部件,如傳感器、高精度的閥件、基于新控制邏輯的控制器。

  二氧化碳在中國最主要可能是二氧化碳載冷和二氧化碳的復疊系統,且技術較為成熟。丹佛斯在這一領域的技術儲備方向是將二氧化碳跨臨界系統做得更大,包括閥件等控制類產品。丹佛斯跟博客合并以后在這方面有了充足的技術儲備。跨臨近二氧化碳系統受室外環境溫度影響,更適用于部分北方寒冷地區。

  閆立新:對于工業制冷這種存在大量焊點、閥件的大型系統來說,運行中存在一個不可回避的問題就是制冷劑泄漏,尤其是采用開啟壓縮機或者半封壓縮機的制冷系統。且隨著系統的老化,泄漏量將逐年攀升。即使是歐洲施工質量較好的新系統,每年的泄漏量也在15%左右,國內基本在20%~30%。如果采用其他共沸混合工質制冷劑,長期泄漏后組分偏移造成的影響不可預估不說,符合目前各國環保法案的該類型制冷劑普遍價格高昂,是氨的10倍左右。工業制冷系統普遍比商用系統的使用周期要長很多,這將使制冷系統在運行后期運維成本急劇攀升。面對日益嚴格的環保法規,在做工業制冷這種長周期投資時,制冷劑的選擇就變得極為關鍵。

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