零碳的概念

“零碳”并不是不排放CO2，而是通過節(jié)能減排、建設新能源項目、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，實現(xiàn)正負抵消，達到相對零排放。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現(xiàn)，允許通過購買碳信用方式，在更大范圍內(nèi)實現(xiàn)零排放，也就是“碳中和”。

工業(yè)領域碳排放占我國碳排放比重大于70%，因此成為我國碳達峰行動的重點領域。推進工業(yè)領域“零碳”體系建設，主要包括開展“零碳”工廠、“零碳”產(chǎn)品、“零碳”供應鏈、“零碳”園區(qū)建設等。

“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)公共設施、附屬設施碳排放的集合。

“零碳”供應鏈：工廠所有產(chǎn)品碳排放的集合。

熱源零碳化關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)，有些項目存在碳排放核算誤區(qū)——僅關注電力零碳化，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、導熱油加熱、熱水等的熱源設備，主要體現(xiàn)產(chǎn)品為鍋爐和熱泵。工業(yè)領域的熱源能耗占比能達到整個工業(yè)能源消耗的40%-90%（網(wǎng)絡數(shù)據(jù)），通過接入可再生能源實現(xiàn)熱源電氣化，綠電供熱替代傳統(tǒng)化石能源是實現(xiàn)熱源降碳的關鍵，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)領域碳達峰實施方案》明確指出：“推動工業(yè)用能電氣化。綜合考慮電力供需形勢，拓寬電能替代領域，在鑄造、玻璃、陶瓷等重點行業(yè)推廣電鍋爐、電窯爐、電加熱等技術，開展高溫熱泵、大功率電熱儲能鍋爐等電能替代，擴大電氣化終端用能設備使用比例。重點對工業(yè)生產(chǎn)過程1000℃以下中低溫熱源進行電氣化改造。加強電力需求側管理，開展工業(yè)領域電力需求側管理示范企業(yè)和園區(qū)創(chuàng)建，示范推廣應用相關技術產(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”“增強源網(wǎng)荷儲協(xié)調互動”“加快新型儲能規(guī)?；瘧?/span>”之前，這也側面體現(xiàn)了熱源降碳在實現(xiàn)雙碳目標中的重要性。但從目前發(fā)展來看，整個市場的關注點集中在風電、光電、源網(wǎng)荷儲、儲能等領域，熱源零碳化、低碳化改造沒有得到與之重要性相匹配的關注度。

熱源零碳化的技術路徑

根據(jù)網(wǎng)絡數(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%。方案提出重點對工業(yè)生產(chǎn)過程1000℃以下中低溫熱源進行電氣化改造，這就意味著對70%的工業(yè)用熱需求進行電能替代。

方案里還明確提到高溫熱泵技術和大功率電熱儲能鍋爐，這也給市場明確提供了熱源零碳化的技術路徑。這2大類產(chǎn)品都具有明顯的節(jié)能、降本、降碳屬性。從實際應用來看，目前，高溫熱泵在國內(nèi)外都幾乎只能用于低溫熱源改造，且140℃以上的供熱技術成熟度仍待提高，實際性能也有待更大規(guī)模的市場驗證。而大功率電熱儲能鍋爐，不管是熔鹽儲能還是固體儲能，低溫供熱技術普遍成熟，并且有望在150～300℃溫度區(qū)間也爭得一席之地。

金喆固體儲能供熱機組作為零碳工廠熱源的可行性

我們山東金喆儲能生產(chǎn)的固體儲能供熱機組，是采用固體介質儲存熱量的大功率電熱儲能鍋爐。我們從2022年開始落地第一個工業(yè)儲能供蒸汽項目，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，一臺設備同時滿足儲能和供熱兩種需求。

零碳工廠建設，幾乎無法繞開光伏和風電，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。我們的固體儲能供熱機組，本身就自帶綠電消納屬性，蓄熱和放熱2大模塊分別對應儲能和鍋爐2種功能，可以將不穩(wěn)定的綠電轉化為穩(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、≤250℃導熱油加熱、≤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備和熱輸出形式比較單一的熱源設備有了更大的市場空間、更豐富的應用場景。簡單舉例來說，很多工廠需要0.7MPa-1.0MPa飽和蒸汽，這時候的蒸汽溫度約為165℃-184℃，這個溫度區(qū)間超出了目前高溫熱泵技術的能力范疇，但卻處于我們電熱儲能鍋爐的適用區(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“大功率電熱儲能鍋爐”而不單純是“電熱儲能鍋爐”呢？電熱儲能鍋爐，本質上還是利用電加熱來產(chǎn)生蒸汽的技術。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，產(chǎn)1噸飽和蒸汽的耗電量都在700-800kwh（進水溫度為常溫），相應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越大。而大功率電熱儲能技術，可以直接接入高壓電網(wǎng)，變壓器只需承擔一臺風機的負荷，變壓器增容、電纜等配電設施的投資明顯低很多。

四是，產(chǎn)品模塊化。

模塊化意味著設備更容易大型化、規(guī)?；卣?，也意味著整機自動化程度更高，運營管理更簡單，更意味著產(chǎn)品質量可控、性能穩(wěn)定，單模塊故障不會造成整機停機。

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