據相關機構測算，到2030年全球潛在熱泵市場規模將達2萬億元以上，我國熱泵銷量2020至2030年復合年均增長率有望達到15%至19%。受益于全球需求升溫，推動熱泵行業高質量發展，既是我國對能源變革趨勢的主動響應，又是我國打破國內能源利用效率瓶頸、培育綠色經濟增長點的關鍵抓手。

中國石油大學（北京）機械與儲運工程學院副教授 陳哲文

　　為低溫余熱“加溫”實現能源循環利用

　　國際能源署指出，熱泵是落實《巴黎協定》，達到二氧化碳減排目標，并緩解當前能源危機的可靠關鍵技術之一。目前，石油石化行業的低溫余熱具有資源豐富、溫度低、余熱量相對穩定等特點，蘊含著巨大的節能潛力。

　　目前，熱泵技術正逐步與石油石化領域結合。在典型煉油廠中，工藝加熱的溫度需求一般在150攝氏度以下，這正是熱泵技術最能發揮效能的領域。在稠油熱采中，傳統蒸汽鍋爐消耗大量天然氣，“熱泵+地熱”的組合正成為新選擇。熱泵將80攝氏度左右的地熱水升溫至150攝氏度以上，既可以滿足蒸汽注入需求，又可以實現零碳排放。催化裂化裝置產生的120至180攝氏度低溫煙氣，通過高溫熱泵回收，可產生160攝氏度熱媒水用于原料預熱。

　　石油石化行業推廣要攻克“五關”

　　目前，供熱溫度低于100攝氏度的高溫熱泵已經較為成熟，正被迅速推廣。而能產出100攝氏度以上蒸汽的超高溫熱泵，在技術可靠性與經濟性上還有很多難點需要解決。熱泵在石油石化行業推廣應用需要攻克“五關”：

　　一是“耐高溫”材料關。現有熱泵工作溫度一般在100攝氏度以下，而石油石化行業多需要120至180攝氏度熱源。普通制冷劑在此高溫下分解，壓縮機軸承材料也會軟化失效。如同家用高壓鍋超過設計壓力存在危險，熱泵系統在高溫高壓工況下的長期可靠性仍是重大挑戰。

　　二是“抗腐蝕”耐久關。石化廢氣中常含硫化氫、有機酸等腐蝕成分。某乙烯廠的熱泵換熱器因酸性物質腐蝕，僅運行8個月就出現穿孔，維修費用超過初始投資的30%。開發耐腐蝕合金涂層和新型復合材料成為迫切需求。

　　三是“大容量”規模關。單個煉油裝置的熱負荷通常在10至50兆瓦之間，而目前國產大型熱泵單機容量多小于5兆瓦，多機并聯又面臨控制復雜、效率下降等問題。熱泵的功率放大需要全系統重新設計。

　　四是“智能化”控制關。石油石化生產負荷波動頻繁，傳統熱泵難以實時匹配需求。急需開發具有自學習能力的智能控制系統，實現與工藝的無縫銜接。

　　五是“經濟性”成本關。在當前能源價格體系下，熱泵投資回收期通常超過4年，主要成本來自壓縮機、換熱器、控制器及驅動模塊。就像早期太陽能板價格高昂一樣，規模化生產是降本的關鍵。

　　整體來看，目前石油石化行業熱泵技術亟待攻克新型安全環保穩定制冷劑研發、高穩定性壓縮機研發、高效循環系統設計與優化、智能控制體系構建等技術難題。

　　構建助推熱泵技術落地的生態鏈

　　加速石油石化行業熱泵技術落地，需要構建完善的生態鏈。

　　一是聯合高校、科研院所及龍頭企業，突破高溫熱泵、高效壓縮機與換熱器、耐腐蝕材料、寬工況適配、高效循環及系統集成等關鍵技術；

　　二是集成AI人工智能技術，實現熱泵系統的智能調控與能效優化，研究復雜工況下的運行性能；

　　三是在重點石油石化企業建設示范項目，以示范工程引領技術推廣，驗證技術經濟性，打消行業疑慮；

　　四是構建石油石化行業專用熱泵技術標準規范體系；

　　五是量化熱泵技術在降低能耗、減少碳排放方面的效益，對超高溫熱泵研發及應用實施政策精準激勵；

　　六是聯合電力、可再生能源企業，探索“綠電+熱泵”等零碳供熱方案，搭建行業聯盟，實現技術交流與案例共享。

　　總的來說，熱泵技術在石油石化行業綠色轉型中扮演著重要角色，其高效節能、低碳環保的特性為行業減排降耗提供了可行路徑。若結合可再生能源電力驅動，熱泵供熱可實現近零碳排放，助力企業實現“雙碳”目標。此外，熱泵與現有熱力系統的集成優化可進一步提升全廠能效。

　　盡管超高溫熱泵技術仍需突破，但在政策支持和技術迭代的推動下，熱泵有望成為石油石化行業綠色低碳轉型的核心技術之一，推動行業向高效、清潔、可持續方向發展。