在以化石燃料为主导的能源供应结构下，CO2等温室气体的大量排放引起了全球气候变暖，导致自然灾害、极端天气现象频发，不仅造成巨大的经济财产损失，也为经济可持续发展带来严峻挑战。基于当前的工业能源消费现状，除了大力开发利用新能源外，提高节能效益也是缓解能源结构问题的必然选择。
1、推动用能转型，高温工业热泵受关注
自“双碳”目标提出以来，我国围绕节能减排工作的支持政策与技术路线均加速落地，优化能源供应结构、提高清洁能源应用比例逐渐成为各行业高质量发展的共识，绿色低碳的经济体系正在经济社会能源变革的大趋势下加快构建。
据国家统计局数据显示，2022年全国能源消费总量为54.1亿吨标准煤，比上年增长2.9%。其中煤炭、石油、天然气等化石能源占比达82.5%。从各用能部门来看，工业部门能源消耗占比高达66%，工艺用热占到总工业能耗的50%-70%。因此，为成功实现2030年“碳达峰”和2060年“碳中和”目标，推动工业用能转型、建设清洁低碳的能源体系应是优先关注的重点所在。
中国能源消费结构变化趋势及用能行业消费结构
数据来源：国家统计局、国家能源局、中国政府网、搜狐智库等
工业节能不仅要提高能源的有效利用率，还要尽可能降低用能过程中的能量损耗。数据显示，在工业生产中，我国有近50%的工业能耗没有被利用，而是以废气、废水等各种形式的余热直接浪费掉，目前我国余热资源平均回收利用率仅为30%左右，落后国际先进水平10-20个百分点。
在巨大的余热资源回收利用潜力下，高温工业热泵受到暖通空调行业的广泛关注，其作为一种可以将低品位热源转换为高品位热源的节能设备，能够稳定提升一次能源的利用效率，替代燃煤锅炉、燃气锅炉、电锅炉等产品，从而助力能源结构的清洁化转型。
目前，各大企业开始积极突破高温工业热泵关键技术，不仅在性能指标提升、工业化场景需求等多方面深入研究，更在各应用领域开展产品功能验证，不断适配多元化的工艺环境要求，加速高温工业热泵在细分应用领域的市场渗透。
2、政策/需求/市场，三方合力推高市场热度
具体来看，高温工业热泵之所以得到更多的关注和研究，产业在线认为主要是源于以下三方面的合力助推。
第一是政策机制利好。
自2020年我国明确提出“30·60”双碳目标以来，国家和各省市发布了多份涉及大气污染防治、建筑用能电气化、能源发展规划、生态环境保护、公共机构用能替代、工业能效提升等领域的政策文件，热泵作为减碳工作的关键节能技术被屡次提及并明确支持推广。
在工业领域，为加快推进工业绿色低碳转型，各地政府自去年下半年起便陆续发布了各自地方版的《工业领域碳达峰实施方案》，主要内容包括：要深入推动工业用能电气化，在铸造、玻璃、陶瓷等重点行业开展高温热泵、大功率电热储能锅炉等电能替代，扩大电气化终端用能设备使用比例，并重点对工业生产过程1000℃以下中低温热源进行电气化改造等。
从行业角度看，国家将重点聚焦钢铁、建材、石化化工、有色金属、消费品、装备制造、电子等7大行业，制定或研究各行业的碳达峰实施方案和低碳发展路线图，以分业施策的工作方针降低碳排放强度，控制碳排放量。
因各地资源存在差异，地方政府的政策文件存在不同侧重。吉林等地通过征集可再生能源建筑应用项目活动，对空气源热泵、工业余热热泵、污水源热泵、土壤源热泵等项目进行专项资金补贴；得益于丰富的地表水资源，长江流域的江苏、浙江等多个工业大省对水源热泵等可再生能源利用技术给予了更多专项支持。此外，华东地区在进行江水源热泵建设的同时，还创新发展出气候债等绿色金融产品，对热泵的应用推广带来了新的发展思路。
2022年以来国家及地方高温热泵相关政策（部分）
图片数据来源：各部委、省市、相关单位官网
第二是需求潜力释放。
目前，工业能耗占据我国总能耗的半数以上，其中50%以上为热能，如此巨大的能源消耗背后是高于世界平均水平30%的工业品单位能耗和30%的余热利用率不足，多数余热被当作不可再生资源损耗。
据统计，我国每年150℃以下的热能需求约占需求总量的33%，达145亿GJ，假如这部分能量可以通过高温热泵的余热回收提供，可节省近2.6万亿度电的用能消耗，约占2022年全年用电量的30%。因此，面对工业领域庞大的余热资源，使用工业热泵技术将其回收利用来满足流程、非流程工业或商用建筑领域的用热需求，将创造巨大的经济效益和社会效益。
2022年电热直接转化与热泵总耗电量对比
图片数据来源：公开资料整理
从当前的工业余热分布角度来看，钢铁、水泥、合成氨行业的余热资源相对更丰富，约占整体工业余热的88%，并主要以高温烟气余热、冷却介质余热、废水余热、废气余热、化学反应余热等形式存在。
在地区分布上，工业余热资源主要集中在北方地区，包括河北、江苏、山东、辽宁、山西等地，而纺织、造纸、医药、橡胶、食品制造等非流程工业的用热需求则多分布在东部地区。在季节方面，工业领域余热资源季节性差异相对较小，但建筑领域用热需求季节性差异较大，总体上呈现出夏季用热少、余热多，冬季用热多、余热少的现象。
因此，利用高效节能的暖通设备充分回收利用余热资源、解决区域空间余热资源输配和季节性储热问题将成为提高能源效率的重要技术路线之一，为高温工业热泵的规模发展带来更多机遇。
第三是场景应用拓展。
近年来，我国对工业、制造业、新基建领域开展了大规模的投资建设，使相关行业对暖通设备保持了较高需求，尤其在碳减排工作的推动下，具备节能、高效等优势的高温工业热泵产品得到了更多青睐，并在众多行业应用中加速拓展。
高温工业热泵在各应用领域对低位热能的回收利用示意图
以当下发展火热的锂电行业为例，在全面应对气候变化、推动减碳增效等一系列政策推动下，锂电行业迎来了巨大的投资机遇和市场需求，显著推动了锂电池产业的高质量发展。在锂电池各生产环节上，锂电隔膜和电极涂布生产、化成工序以及锂电池注液后的真空干燥过程均可通过高温热泵技术来满足高温、干燥的需求。
此外，在锂电池原材料保存和电池制备过程中，转轮除湿机能够很好地满足环境温湿度要求，但为了保证设备的除湿效果，70-80℃的常温热泵通常无法满足转轮除湿系统中对110-140℃再生温度的要求，因此高温热泵与转轮除湿系统的结合能更好地保证设备运行的可靠性，而且相比传统电加热方式，节能减排效果更加显著。
目前，在企业、高校、科研单位等多方共同努力下，高温工业热泵应用场景愈发丰富，已能够较好地满足食品制造、生物制药、化工行业、纺织印染、畜牧养殖等工农业、建筑业领域的制热、制冷、热水和烘干需求。根据各工业部门用热规模、余热匹配情况与温度水平统计得出，当前食品、纺织、造纸与化工等行业相对具有更大的增长潜力，值得厂商重点关注。
综上所述，在多重利好之下，高温工业热泵市场的热度持续上升。截至目前，高温工业热泵的技术已经相对成熟，正逐步进入加速推广期，超高温热泵仍处于研发阶段，对于150℃以上的流程工业余热这一蓝海市场，工业热泵产品仍然有更可观的发展空间值得期待。
但需要强调的是，高温工业热泵虽然在近几年取得了显著进步，但其关注度的提升与欧洲能源危机引起的海外需求高涨存在较大关联性，国内市场规模在短期内难以快速释放。因此，面对节能减碳的政策利好，相关参与者应积极攻克关键技术、精准聚焦用户需求，为各细分领域及场景提供匹配度最高的解决方案，在这一蓝海市场挖掘更多发展机遇。
