气候部产业界热能脱碳转型讨论会
工业用热泵研发项目进入商业化阶段
推进核电站余热再利用方案
热泵难以立即替代产业园区燃煤热电联产设施
继政府今年启动住宅用热泵推广项目后,明年将全面开展工业用热泵项目。还有方案提出,利用半导体工厂或核电站产生的余热,为工业提供热能。
气候能源环境部长官Kim Seonghwan 29日在首尔汉江洪水控制所举行的“推动产业热能脱碳转型的工业用热泵技术开发与应用讨论会”上表示:“如果说今年开启了家庭领域热能脱碳,那么明年将成为工业领域热能脱碳元年。”
目前,工业生产所需的热能由燃煤锅炉和液化天然气锅炉提供。在产业园区,燃煤和液化天然气热电联产电厂同时生产热能与电力,并供应给入驻企业。为实现2050年碳中和,政府已决定在2040年前关闭燃煤电厂,因此必须寻找其他方式替代产业园区的燃煤热电联产设施。
气候部预计工业用热泵能够承担这一任务。热泵是一种利用外部空气热能、水热能、地热能以及电力提供热能的设备,不会排放碳。住宅用热泵可利用外部热能提供最高约80℃的供暖热量。
不过,工业生产需要大量供应150℃以上的热能,因此需要高温加热技术和大容量热泵技术。
韩国能源技术评价院通过国家课题开展三项示范研发项目。LG电子开发了3.5兆瓦、1000冷吨的大温差热泵,并将其安装在Ajin P&P造纸干燥工序中投入应用。
Ajin P&P代表Kim Jindu表示:“热泵的性能系数达到3.6以上。如果能够回收100%的余热,预计与液化天然气锅炉相比,每年可减少42%的碳排放,并节省38%的能源成本。”
Century开发了180℃级高温蒸汽热泵,计划从明年起将其安装在东远F&B光州工厂的杀菌工序中进行示范。该产品容量为3兆瓦,性能系数为2.5。东远F&B目前使用液化天然气蒸汽锅炉。
Shinsung Engineering正在开发一种热泵,可同时生产二次电池干燥室干燥所需的热能和冷水。
韩国区域供热公社正在推进利用半导体工厂和核电站余热的热泵项目。该公社绿色转型本部长Shin Dongin表示:“我们正在筹备利用三星电子器兴园区未利用热能的示范项目。”据悉,三星电子计划通过热泵将半导体工厂产生的余热加热至高温,再重新用于生产工序。韩国区域供热公社目前也在寻找有需求的企业,探讨利用核电站蒸汽的方案。
韩国能源技术评价院表示,将把目前3兆瓦级的热泵示范项目扩大至10兆瓦级以上,并推进利用机械蒸汽再压缩技术生产200℃以上高温热能的研发项目。韩国能源技术评价院能源转型本部长Kim Bonggyun表示:“为了扩大工业领域的推广应用,计划将示范案例拓展至造纸、食品、化工等多个领域。”
韩国能源公团计划明年投入60亿韩元,开展工业用热泵扶持项目。
当天的讨论会认为,韩国工业用热泵技术已进入商业化阶段。代表Kim Jindu表示:“已经接近商业化阶段,计划优先向造纸行业开放相关技术。”
不过,当前要立即用热泵替代产业园区老旧的燃煤热电联产设施,恐怕并不容易。目前研发中的热泵规模以单个企业为单位,容量不足以向整个产业园区供热。
首尔大学机械工程系教授Kim Minsu表示:“目前仍处于开发企业使用的小容量热泵阶段。要替代产业园区的锅炉,就需要容量更大的热泵。”
因此,工业用热泵似乎需要先在开发企业中完成验证并建立可靠性,再通过大容量技术开发,逐步扩大其在产业园区的应用。
在产业园区用大容量热泵尚未开发出来的情况下,运营着园区老旧燃煤热电联产设施的区域能源供应商要求设立容量市场,以便转型为液化天然气热电联产电厂。政府于2024年面向区域能源供应商举行了液化天然气容量市场试点项目竞标,此后却一直没有进行后续竞标。
近期的国政监查中,也有议员指出应制定产业园区老旧热电联产电厂的应对措施。共同民主党议员Park Haecheol要求:“请在第12次电力供需基本计划中准确反映产业园区的转型需求,并尽快敲定液化天然气容量市场正式竞标的日程、公益性评估标准以及项目执行管理方案。”
当天讨论会上,气候能源环境部长官Kim Seonghwan表示:“如果将燃煤热电联产电厂改为液化天然气热电联产电厂,减碳效果并不显著,却会增加需求企业的成本,因此这只能是过渡性措施。我们正在研究多种减少燃煤热电联产碳排放的方案。”
推广工业用热泵还需要解决经济性问题。韩国能源经济研究院热能政策研究室室长Yoon Taeyeon建议:“应减轻热泵用电的电费负担,使其相较化石燃料具备价格竞争力;除了提供安装投资补贴,还应配套实施补偿运营成本差额的政策。”
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