中集爱科德:全国首例二氧化碳技术赋能热电行业实现减排增效

这是源自黑龙江的绿色科技在江苏工业园区的成功实践，它破解了热电行业减排与增效双重难题。

在国家“双碳”目标宏伟蓝图下，传统热电行业面临着一场深刻的绿色革命，压减煤电、节能减排成为不可逆转的时代潮流。在经济发展对能源的需求，特别是工业园区对持续增长的蒸汽与热能的刚性需求下，如何破解“保障供应”与“绿色减排”这一看似矛盾的难题，成了工业热电行业的“心病”。来自黑龙江的一项技术创新，给出了令人振奋的答案。

据了解，江苏省泰州市金泰环保热电有限公司(以下称“金泰热电”)是一家现代化绿色环保、高新技术型民营股份制企业，占地总面积约300亩，其供热、发电业务服务了泰州几大园区，供热管网覆盖了滨江工业园区、高港城区和医药高新区，供热管线主管网达35km，为中海油集团、东联化工、扬子江药业集团、海阳化纤、统一食品等90家企业提供了连续、稳定、可靠的热源，2024年公司年供热量达204万吨，年售电量达1.6亿千瓦时。随着园区发展，近年园区蒸汽需求年均增长12%-15%，且多家出口企业受欧盟CBAM机制等“绿色贸易壁垒”影响，需要绿色蒸汽，传统燃煤锅炉碳排放高（每吨蒸汽碳排放0.3吨），均无法满足“扩产减排”需求。

就在企业踌躇之际，中集爱科德(黑龙江)科技有限公司（以下简称“中集爱科德”）技术团队凭借其国际领先的二氧化碳热泵技术，基于在黑龙江省亚布力地区（亚布力地区冬季气候条件极为恶劣，气温常低至-20℃以下，积雪期170天左右）全球最大二氧化碳热泵供暖项目中积累的成熟经验，针对泰州气候特征与园区用能需求，第一阶段先配置6台制热量160kw的空气源热泵机组，对制取出来的除盐水先加热至90℃后送入蓄热水箱，把原本用于对蓄热水箱内除盐水加热的低压蒸汽节省下来销售给园区企业。经过实测运行，效果超预期达成：设备实现制取最高95℃，常规90℃的高温热水，低环境温度工况COP不低于3.0，常规工况3.2-4.0。根据目前6台热泵机组的运行数据情况，热泵机组投用后每天为金泰热电节约40吨低压蒸汽，测算全年可节约低压蒸汽量1.46万吨，相当于节约燃煤2千吨/年、减碳超5千吨/年，节约所产生的经济效益约200万元，一年便可以收回技改投资。

图解：室内机组运行中

“我们的二氧化碳热泵技术，其核心在于‘跨临界循环’，它像‘热量搬运工’一样，通过压缩机推动二氧化碳的相变从空气、工业废水等低品位热源中吸取热量，通过二氧化碳的特殊物性，在超临界状态下运行，最终稳定输出90℃甚至更高温度的热能。这个过程本身不仅电能消耗低，对实现‘双碳’目标起到重要作用。”中集爱科德总经理、技术总负责人韩兴旺介绍。韩总经理说：“下一阶段我们将进行水源热水机组测试、水源蒸汽热泵测试以及金泰热电周边企业的工业余热水的梯级利用。以二氧化碳热泵机组为核心，配套余热回收装置、智能储能模块和绿电接入端口，构建‘余热-电能-热能’梯级利用体系。同时利用空气作为基础热源，回收余热水热量，通过二氧化碳热泵循环进行能量高效转化，采用‘基荷+调峰’双模式应对蒸汽需求季节性波动（冬季需求是夏季的1.8倍），保障供应‘零中断’，减少对化石能源的依赖，实现‘低碳供能’。”

对于金泰热电及其服务的工业园区而言，改造后工业园区总体的蒸汽产出量得到了显著提升，轻松应对了园区不断增长的蒸汽需求。更重要的是，这一变革给园区内的出口企业增强了直接的绿色竞争力，各企业在生产制造时，其产品的间接碳足迹将大幅降低，在撰写ESG报告或应对国际客户碳盘查时，将成为一个极具说服力的绿色亮点，为“中国制造”贴上了耀眼的“绿色标签”。

图解：室外机组运行中

据公开资料显示，全国类似金泰热电的第三方热电联产企业约有1500家，目前，运用二氧化碳热泵技术赋能热电工业行业，助力实现“扩产增效、节能减排”在全国尚属首例，该技术拓展了二氧化碳热泵在工业级供热领域的应用，为全国乃至全球面临类似困境的热电企业提供了可复制、可推广的样板。作为《基加利修正案》示范技术，中集爱科德的二氧化碳热泵系统已纳入《国家能源技术装备推广目录》，其“低碳供能+碳足迹管理”模式将得到行业广泛认可。随着我国碳达峰、碳中和战略的深入推进，这种能够同时实现“节能、减排、增效、降本”的硬核科技，必将迎来更广阔的应用天地。