中国余热回收利用行业深度调研分析2023

发布时间：2025-05-01 09:28

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能源HuangWenYu2023/10/22

余热回收利用的概念

余热回收利用是指将工业过程产生的余热再次回收重新利用。主要技术包括热交换技术、热功转换技术、余热制冷制热技术。余热资源属于二次能源，是一次能源或可燃物料转换后的产物，或是燃料燃烧过程中所发出的热量在完成某一工艺过程后所剩下的热量。按照温度品位，工业余热一般分为 600℃ 以上的高温余热，300 ～ 600℃ 的中温余热和 300℃ 以下的低温余热三种; 按照来源，工业余热又可被分为：烟气余热，冷却介质余热，废汽废水余热，化学反应热，高温产品和炉渣余热，以及可燃废气、废料余热。

烟气余热量大，温度分布范围宽，占工业余热资源总量的 50% 以上，分布广泛，如冶金、化工、建材、机械、电力等行业，各种冶炼炉、加热炉、内燃机和锅炉的排气排烟，而且有些工业窑炉的烟气余热量甚至高达炉窑本身燃料消耗量的 30% ～60% ，节能潜力大，是余热利用的主要对象。冷却介质余热是指在工业生产中为了保护高温生产设备或满足工艺流程冷却要求，空气、水和油等冷却介质带走的余热，多属于中低温余热，余热量占工业余热资源总量的 20% 。

废水废汽余热是一种低品位的蒸汽或凝结水余热，约占余热资源总量的 10% ～16% ; 化学反应余热占余热资源总量的 10% 以下，主要存在于化工行业; 高温产品和炉渣余热主要指坯料、焦炭、熔渣等的显热，石化行业油、气产品的显热等; 可燃废气、废料余热是指生产过程的排气、排液和排渣中含有可燃成分，如冶金行业的高炉煤气、转炉煤气等。虽然余热资源来源广泛、温度范围广、存在形式多样，但从余热利用角度看，余热资源一般具有以下共同点：由于工艺生产过程中存在周期性、间断性或生产波动，导致余热量不稳定; 余热介质性质恶劣，如烟气中含尘量大或含有腐蚀性物质; 余热利用装置受场地、原生产等固有条件限制。因此工业余热资源利用系统或设备运行环境相对恶劣，要求有宽且稳定的运行范围，能适应多变的生产工艺要求，设备部件可靠性高，初期投入成本高，从经济性出发，需要结合工艺生产进行系统整体的设计布置，综合利用能量，以提高余热利用系统设备的效率。

余热温度范围广、能量载体的形式多样，又由于所处环境和工艺流程不同及场地的固有条件的限制，生产生活的需求，设备型式多样，如有空气预热器，窑炉蓄热室，余热锅炉，低温汽轮机等。常见的工业余热回收利用方式，有多种分类方式，根据余热资源在利用过程中能量的传递或转换特点，可以将国内目前的工业余热利用技术分为热交换技术、热功转换技术、余热制冷制热技术。

余热回收利用行业发展现状分析

当前，我国能源利用仍然存在着利用效率低、经济效益差，生态环境压力大的主要问题，节能减排、降低能耗、提高能源综合利用率作为能源发展战略规划的重要内容，是解决我国能源问题的根本途径，处于优先发展的地位。实现节能减排、提高能源利用率的目标主要依靠工业领域。处在工业化中后期阶段的中国，工业是主要的耗能领域，也是污染物的主要排放源。

我国工业领域能源消耗量约占全国能源消耗总量的70% ，主要工业产品单位能耗平均比国际先进水平高出 30% 左右。除了生产工艺相对落后、产业结构不合理的因素外，工业余热利用率低，能源( 能量)没有得到充分综合利用是造成能耗高的重要原因，我国能源利用率仅为 33% 左右，比发达国家低约10% ，至少 50% 的工业耗能以各种形式的余热被直接废弃。因此从另一角度看，我国工业余热资源丰富，广泛存在于工业各行业生产过程中，余热资源约占其燃料消耗总量的 17% ～ 67% ，其中可回收率达 60% ，余热利用率提升空间大，节能潜力巨大，工业余热回收利用又被认为是一种“新能源”，近年来成为推进我国节能减排工作的重要内容。

根据中研普华产业研究院发布的《2023-2028年中国余热回收利用行业深度调研与发展趋势预测研究报告》显示：

工业生产中存在大量略高于环境温度的废热( 30 ～ 60℃) ，如工业冲渣水、冷却废水、火电厂循环水、油田废水、低温的烟气、水汽等，温度很低，但余热量大，( 水源) 热泵技术常被用于回收此类余热资源。热泵以消耗一部分高质能( 电能、机械能或高温热能) 作为补偿，通过制冷机热力循环，把低温余热源的热量“泵送”到高温热媒，如 50℃ 及以上的热水，可满足工农商业的蒸馏浓缩、干燥制热或建筑物采暖等对热水的需求。

目前，热泵机组的供热系数在 3 ～ 5 之间，即消耗 1 k W 电能，可制得 3 ～ 5 k W热量，在一定条件环境下是利用略高于环境温度废水余热的经济可行的技术。当前研制生产的大都是压缩式热泵，中型热泵正在开发，大型热泵尚属空白。压缩式热泵中以水源热泵技术应用最为广泛，可用于火电厂/核电厂循环水余热、印染、轮胎制造、油田、制药等行业的余热回收。例如，电厂以循环水或工艺产热水作为热源水，通过热泵机组提升锅炉给水的品位，使原有的锅炉给水由 15℃( 20、25℃) 提升到 50℃，减少锅炉对燃煤的需求量，达到节能降耗的目的。

各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%-67%，可回收率达60%，可回收利用的余热资源约为燃料消耗总量10%-40%。根据全国能源消费总量与可回收余热资源占比进行测算，2020年我国可回收余热总资源平均值约13亿吨标准煤。根据《中国2060年前碳中和研究报告》，2030年我国新增电源总装机将达到38亿千瓦，其中天然气发电装机容量将达1.85亿千瓦;假设天然气发电投资成本为650万元/万千瓦;假设余热锅炉占气电投资成本的10%。2030年电站余热达锅炉市场空间将达121亿元，2021-2030年复合增速为6%。

2020年，国务院批准了《关于清理规范城镇供水供电供气供暖行业收费促进行业高质量发展》、《国家工业节能技术装备推荐目录(2020)》，分别从减免余热系统费用与余热节能技术推荐的角度助力余热行业发展。

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