2022年的冷暖產(chǎn)業(yè)，如果要選一個(gè)最熱門(mén)的產(chǎn)品，非“空氣源熱泵”莫屬。在“雙碳”戰略背景下，空氣源熱泵作為一種高效、清潔、低碳的供熱方式，目前已經(jīng)被廣泛應用于熱水供應、供暖制冷和工農業(yè)烘干等領(lǐng)域。而在今年歐洲能源危機的刺激下，空氣源熱泵更是站上了時(shí)代的“風(fēng)口”。

　　產(chǎn)業(yè)在線(xiàn)統計數據顯示，在2021年，中國空氣源熱泵銷(xiāo)售額為203.3億元，同比增長(cháng)達到29%，成長(cháng)性居于冷暖產(chǎn)業(yè)各大產(chǎn)品首位，而在即將結束的2022年，空氣源熱泵的這一高成長(cháng)性排名還將延續。

　　無(wú)獨有偶，受益于全球新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，在“碳中和”背景下能源結構調整，風(fēng)光電一體化發(fā)展趨勢下，動(dòng)力電池、儲能電池等需求爆發(fā)，以及4680等新電池技術(shù)的推動(dòng)，鋰電池同樣成為了時(shí)代的“寵兒”。

　　盡管上述兩個(gè)產(chǎn)品看似分屬不同的產(chǎn)業(yè)，實(shí)則背后有著(zhù)千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。那么，當空氣源熱泵“遇見(jiàn)”新能源的核心產(chǎn)品——鋰電池，又會(huì )給“雙碳”目標的實(shí)現與兩大熱門(mén)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)哪些新的驚喜？

　　1、新能源的“減碳”困擾

　　近兩年來(lái)，新能源產(chǎn)業(yè)迎來(lái)前所未有的變革。這其中以新能源汽車(chē)的發(fā)展最為突出。作為交通領(lǐng)域的主要“減碳”方向，隨著(zhù)行業(yè)從燃油車(chē)向純電動(dòng)汽車(chē)轉型，使用階段的碳排放已經(jīng)大幅降低，但高能耗、高排放的汽車(chē)材料生產(chǎn)流程給整個(gè)行業(yè)的成功“脫碳”提出了新的挑戰。

　　在大眾觀(guān)念中，新能源汽車(chē)是環(huán)保、節能的代表，但許多人沒(méi)有意識到的是，新能源汽車(chē)的核心部件——鋰電池，其生產(chǎn)制造本身則是典型的耗能大戶(hù)，在制造、使用、回收等過(guò)程中還會(huì )產(chǎn)生較多的碳排放。經(jīng)測算，現階段1kWh三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池生產(chǎn)所需能耗分別為82.91kWh和85.78kWh，按碳排放量計算，可以分別達到5.06萬(wàn)噸/GWh和5.23萬(wàn)噸/GWh。

　　對此，中汽中心于2021年7月正式推出的《乘用車(chē)生命周期碳排放核算技術(shù)規范》，規定了動(dòng)力電池在內的生命周期碳排放核算方法。此外，歐洲車(chē)企同樣也已經(jīng)針對電池全生命周期二氧化碳排放（LCA）當量提出要求。

　　截至2022年9月底，中國新能源汽車(chē)保有量已邁過(guò)1100萬(wàn)輛大關(guān)，其中，純電動(dòng)汽車(chē)保有量超900萬(wàn)輛。隨著(zhù)新能源汽車(chē)市場(chǎng)的爆發(fā)式增長(cháng)，中國鋰電池的市場(chǎng)容量也在大幅提高。2021年，中國鋰電池市場(chǎng)規模為334GWh，同比增長(cháng)110.9%。其中，動(dòng)力電池裝車(chē)量達到154.5GWh，主要動(dòng)力電池企業(yè)的新增產(chǎn)能超過(guò)了1000GWh。

　　在政策和市場(chǎng)的雙輪驅動(dòng)下，行業(yè)實(shí)現了快速發(fā)展，與此同時(shí)，鋰電池行業(yè)面臨的“減碳”困擾也顯而易見(jiàn)。因此，如何通過(guò)制造工藝改進(jìn)、數字化智能化等手段降低鋰電池生產(chǎn)能耗，實(shí)現原材料的低碳化和全生命周期的低碳發(fā)展，已經(jīng)迫在眉睫，這既是鋰電企業(yè)實(shí)現自身降本增效和綠色生產(chǎn)的核心痛點(diǎn)，也影響著(zhù)新能源產(chǎn)業(yè)能否全面發(fā)揮節能環(huán)保價(jià)值。

　　2、超高溫熱泵的“用武之地”

　　研究表明，動(dòng)力電池包制造過(guò)程中，有多個(gè)環(huán)節是能耗重點(diǎn)，主要包括正負極材料生產(chǎn)、電極涂布后的烘干以及鋰電池生產(chǎn)中干燥間干燥機組運行等。其中，約38%的能耗用于過(guò)程干燥，43%的能耗用于維持干燥間的溫濕度。

　　在鋰電池原材料保存和電池制備過(guò)程中，環(huán)境濕度都需要嚴格控制，才能生產(chǎn)高性能的鋰離子電池。鋰電制造工藝所需的干燥間的超低露點(diǎn)（-30℃以下）是利用吸附技術(shù)對空氣中的水分進(jìn)行吸附除濕實(shí)現的，而轉輪吸附除濕的方式已經(jīng)逐步成為主流。

　　在這一過(guò)程中，通過(guò)低露點(diǎn)轉輪除濕機進(jìn)行除濕，使用高效除濕轉輪，對處理風(fēng)進(jìn)行吸濕的同時(shí)，又需要大量的高溫熱對轉輪進(jìn)行脫濕再生，以實(shí)現轉輪的循環(huán)除濕。低露點(diǎn)除濕機需要雙轉輪配合除濕，為達到超低露點(diǎn)的要求，需要兩次高溫烘干轉輪。一級轉輪需要120℃高溫再生烘干，二級轉輪需要130℃高溫再生烘干，設備再生排風(fēng)溫度65℃左右，直接對外排空。

　　目前，常用再生加熱源采用電加熱或蒸汽加熱，常規的熱回收使用板式熱交換，回收效率低，而且回收的熱能只能用于再生風(fēng)預熱，不可以直接用在一級轉輪再生中，這也使得在系統運行時(shí)會(huì )消耗大量的能源用于再生，成為企業(yè)生產(chǎn)制造成本的痛點(diǎn)。

　　而空氣源熱泵的出現完美彌補了這個(gè)缺陷，高溫熱泵將低溫的再生排風(fēng)熱量高效回收，通過(guò)系統轉化為高溫熱能（120℃+），可直接用于轉輪再生加熱系統，熱泵的使用大大提高熱能利用率，從而達到節能減排的效果。

　　值得一提的是，常規熱泵的冷凝溫度最高為70-80℃，但轉輪除濕系統中再生溫度為110-140℃，所以常規熱泵無(wú)法滿(mǎn)足再生要求。艾默生針對這一應用難點(diǎn)，其解決方案與應用團隊和瀚潤特環(huán)保設備公司團隊通力合作，克服重重技術(shù)難點(diǎn)，創(chuàng )新地推出超高溫渦旋壓縮機和整體解決方案，使得熱泵技術(shù)在轉輪除濕系統中有了“用武之地”。

　　艾默生超高溫熱泵技術(shù)和整體解決方案，能針對具體行業(yè)定制化設計，由專(zhuān)家團隊提供支持，全面覆蓋80-130°C高溫應用?？蓪?shí)現全自動(dòng)系統控制，實(shí)時(shí)監控系統運行狀況，同時(shí)提供數據存儲及遠程監控。效率比傳統電加熱提升30%以上，節省運行費用，降低系統配電規格，減少電網(wǎng)投入，并且能延長(cháng)使用壽命，提高生產(chǎn)效率，降低全生命周期成本。

　　在實(shí)際應用中，通過(guò)將艾默生超高溫渦旋壓縮機和整體解決方案與轉輪除濕系統完美結合，成功應用于鋰電正極材料生產(chǎn)基地。經(jīng)過(guò)長(cháng)期的項目運行和數據監測，采用艾默生超高溫渦旋壓縮機后，對比采用純電加熱方案，一級轉輪能耗降低38%，整套轉輪設備能耗節省22%，整體碳排放量減少38%左右，節能減排效果顯著(zhù)。

　　據悉，該項目于2021年7月份安裝調試，投入使用一年來(lái)，始終運行良好，得到了用戶(hù)的高度評價(jià)，并借此在2022“節能杯”第七屆熱泵系統應用設計大賽上“嶄露頭角”，成功入圍熱泵工農業(yè)最佳應用獎。

　　3、工農業(yè)應用或成熱泵“第三增長(cháng)曲線(xiàn)”

　　近幾年，隨著(zhù)在生活熱水和建筑供暖領(lǐng)域的市場(chǎng)積累和產(chǎn)品技術(shù)革新，空氣源熱泵在工農業(yè)（烘干）領(lǐng)域的應用正在不斷擴大。據產(chǎn)業(yè)在線(xiàn)統計，2021年中國空氣源熱泵烘干主機實(shí)現銷(xiāo)售16.1億元，同比增長(cháng)42.8%，2022年預計將繼續保持40%以上增速。

　　從政策層面來(lái)看，“十四五”時(shí)期，是我國應對氣候變化、實(shí)現“碳達峰”目標的關(guān)鍵期和窗口期，也是工業(yè)實(shí)現綠色低碳轉型的關(guān)鍵五年。在2021年11月發(fā)布的《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規劃》中提到：提升工業(yè)終端用能電氣化水平，發(fā)展屋頂光伏、分散式風(fēng)電、多元儲能、高效熱泵等。

　　據了解，我國50%~70%的工業(yè)能耗都以熱能形式消耗，并且45%為中低溫熱量，大多在80℃~170℃之間。用熱泵提供這部分熱量將顯著(zhù)減少化石能源消耗和碳排放。由于許多工業(yè)過(guò)程是在高溫下進(jìn)行，因此高溫熱泵是解決工業(yè)能源脫碳的有效方案之一。

　　海外方面，歐盟超過(guò)25%的溫室氣體排放來(lái)源于工業(yè)，實(shí)現歐洲氣候目標的關(guān)鍵是要進(jìn)行脫碳。為了應對工業(yè)供暖脫碳，歐盟資助的SPIRIT項目于2022年9月1日啟動(dòng)，旨在到2030年讓高溫熱泵成為歐洲工業(yè)供暖主要技術(shù)。

　　從產(chǎn)業(yè)發(fā)展周期的角度來(lái)看：“十二五”期間，空氣源熱泵通過(guò)熱水應用的市場(chǎng)積累，實(shí)現了第一增長(cháng)曲線(xiàn)；“十三五”期間，在國內“煤改清潔能源”政策刺激下，空氣源熱泵在民用和商用建筑采暖市場(chǎng)的需求得到充分釋放，實(shí)現了第二增長(cháng)曲線(xiàn)；“十四五期間”，在中國乃至海外熱水和采暖市場(chǎng)需求持續釋放的同時(shí)，工農業(yè)領(lǐng)域應用（熱泵烘干等）開(kāi)始展現出強勁的增長(cháng)態(tài)勢，或將成為空氣源熱泵的“第三增長(cháng)曲線(xiàn)”。

　　總之，在鋰電池生產(chǎn)過(guò)程中使用熱泵技術(shù)無(wú)疑是一次大膽的嘗試，憑借產(chǎn)品端的技術(shù)創(chuàng )新，上下游的共同協(xié)作，最終取得了成功。這一舉措不僅為空氣源熱泵在工業(yè)領(lǐng)域的應用打開(kāi)了新的增長(cháng)空間，同樣也為企業(yè)在當下新舊能源產(chǎn)業(yè)結構轉型中的良性發(fā)展提供了方向。