随着天然气价格飙升，一项熟悉但很少使用的技术——工业热泵(IHP)——为提高电气化和能源安全提供了一条令人信服的途径报告由美国节能经济委员会今天发布。研究表明，如果应用IHPs，可以减少与工艺热相关的美国工业能源使用(为制造业提供动力的热量)减少三分之一，相当于900万辆汽车的排放量。
IHPs，本质上是打了类固醇的住宅热泵，已经存在了几十年。虽然在欧洲、日本和澳大利亚越来越多地使用，但它们在美国几乎没有什么吸引力，美国在脱碳工业的竞赛中严重落后。
将大规模电气化引入工业部门非常重要，因为工业占美国能源使用和温室气体排放的25%以上。这包括用于制备材料和生产制成品的热能(工艺热)，占现场能源使用的50%。今天，只有不到5%的工艺热量来自电力;相反，它来自化石燃料。有益的电气化(低碳或无碳能源如风能、太阳能和水力发电的使用增加)是工业减少能源和温室气体的主要途径，因此大大加快IHPs等电力技术的采用至关重要。
现在是加速国际卫生标准采用的时候了。企业可持续发展目标和积极的以科学为基础的温室气体减排目标促使许多公司寻求解决方案。IHPs是一种可以在短期内实施的解决方案，可以快速启动温室气体减排。IHPs已经上市，而且它们的功能已经先进，使它们能够满足广泛的需求(几种类型可以提供高达160的过程热量oC，是之前限制的两倍)。IHPs非常适合食品和饮料、纸浆和造纸以及化工等行业的供热，在IHP适用性范围内，这些行业的过程热所占比例很高。多种IHP类型现在可以提供高达160°C的热量，200oC是高级类型的目标。
上图:日本CRIEPI(电力工业中央研究所)神钢的蒸汽生长热泵SGH 120/165(图片来源:Cordin Arpagaus，瑞士)©Cordin Arpagaus
为了加速IHP的采用，多个利益相关者(如工业参与者、公用事业公司、IHP供应商、服务提供商)需要认识到并抓住这一机会。如下图所示，在美国的许多地区，电力与天然气的价格比率处于不利地位，这为政策激励和费率设计创造了诱人的机会。最近能源价格的上涨和对能源安全的担忧可能会使IHPs更具吸引力。即使IHP回报为2- - - - - -3年(行业可接受的门槛)，投资新技术的不确定性加上不确定的集成，本地服务和维护能力可能是障碍。政策推动因素和激励措施可以有效应对这些挑战，同时促进电气化，提高工艺产热效率，提高灵活性和竞争力。
IHPs所能达到的影响水平值得投资。ACEEE的研究表明，在上述三个行业的应用研究中，IHPs可以:
- 相当于节约能源2.7 /年- - - - - -310万户家庭(根据具体情况，来源能源[扣除用电量后的净能源]的26-32%)。
- 避免排放量相当于6.5- - - - - -940万辆/年(CO . 3000 - 4300万吨2E /年，2022年)。
- 使用5千兆瓦/年的额外电力来运行IHPs，促进电气化。十亿瓦是运行一个中等规模城市所需的电量。
在其他应用和行业中，能源和温室气体的节省甚至可以更大。而且，随着电网变得更加环保，温室气体的节约可能会翻倍。
为了实现这一潜力，美国需要迅速采取行动克服多个方面的障碍:经济、技术风险、一体化和发展当地服务能力。加速对IHPs产生影响的关键包括对试点的支持、赋能政策和基础设施的发展，这些基础设施将增加对工业有益的电气化的获取和可靠使用。
这篇文章是关于
联邦产业政策 欧宝娱乐线上登录入口能源效率战略和升级 新兴技术作者
