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上海交大王如竹教授出席MOP38大会,把“热”的脱碳提上议定书议程

转载自:上海交大制冷所

2026年11月,应国际制冷学会(IIR)邀请,上海交通大学制冷与低温工程研究所王如竹教授(IIR E2 热泵委员会副主席、中国制冷学会副理事长)赴卢旺达基加利,参加11月2至6日举办的联合国环境规划署《蒙特利尔议定书》第38次缔约方大会(MOP38)暨《基加利修正案》通过十周年系列纪念活动。11月3日,王如竹教授在国际制冷学会与欧盟气候行动总司(DG CLIMA)联合举办的“供热与制冷的热泵机遇” MOP38边会上作主旨报告,并作为圆桌嘉宾分享我国高温热泵工业脱碳的实践经验。

回到诞生地:履约重心转向“更高能效”

《基加利修正案》于 2016 年10月在基加利签署,时隔十年,各缔约方再次回到这里。目前 HFC(氢氟碳化物,强效温室制冷剂)削减的制度框架与资金机制已基本成型,履约工作的重心,正从“确定时间表”,转向“用更高能效完成替代”——制冷剂替代和系统能效提升需同步推进。

但大会也暴露出现实短板:过去蒙特利尔议定书更多聚焦制冷(“冷”)领域。而全球终端能源消耗中供热 + 制冷占比约 51%;工业能耗占 37%,其中三分之二是热能需求,100—200℃工业过程热仍大量依赖燃煤、燃气锅炉。工业 “热” 的脱碳,成为基加利修正案亟待破解的命题,也是本次王如竹教授发言的核心主线。

两场边会:从可持续冷链到“热泵机遇”

IIR在会期主办两场边会。2日的冷冻冷藏(冷链)边会,讨论可持续冷链在热带与非洲地区的建设;3日13:00—14:55,IIR与DG CLIMA在基加利会议中心AD12-A联合举办“供热与制冷的热泵机遇:基加利修正案下的机会与卓越中心合作”边会。

边会由IIR总干事Yosr Allouche博士开场定调,DG CLIMA介绍欧盟以热泵替代化石燃料锅炉的政策经验;王如竹介绍IIR《高温热泵技术简报》的结论并分享中国工业热泵经验;瑞典皇家理工学院(KTH)Björn Palm教授介绍HeatX卓越中心。随后的圆桌与开放讨论,议题覆盖制冷剂选择、能效、安全、标准、技能与融资。

主旨报告:五个要点回应“工业脱碳之问”

王如竹教授的报告依托IIR《高温热泵技术简报》(第61号,2026年4月第二版)及政策摘要,围绕“定位—工质—成熟度—案例—政策”五个要点展开,回应主办方提出的“超越舒适性采暖、面向工业脱碳”的要求。

在技术定位上,热泵可以把低品位热能提升为较高品位热能:例如热泵消耗1份电能可以将n份余热等低品位热能提升到满足用户需求的较高品位的(1+n)份有用热能,对应的热泵性能系数COP可以达2—6的水平;机械压缩、吸收式与混合系统各有适用场景,同一系统还可同时供热与制冷,是把HFC削减与工业电气化、工业余热等低品位热能回收连接起来的技术接口。

在温区与工质上,60℃以下为低温,60—100℃为中温,100—160℃为高温,160℃以上为超高温;100—200℃已有成熟的自然与低GWP工质,如水(R718)、二氧化碳(R744)、氨(R717)、异丁烷(R600a)、戊烷(R601)以及一些氢氟烯烃(HFO)工质如R1233zd(E)等,GWP与ODP趋零。工业用热不存在被HFC“锁定”的问题,也为发展中国家留出了工质选择空间。

在成熟度与案例上,高温热泵已非实验室概念。如珠海格力等企业已形成60—80℃热水、80—140℃高温热水、120—200℃蒸汽的系列产品,单机容量0.3—10兆瓦,可覆盖多数工业蒸汽需求。奥地利Delfort纸厂采用12兆瓦、170℃蒸汽热泵,COP约2,年减碳2.32万吨;挪威TINE乳品厂采用氨工质热泵,COP 4.1、节能40%,成为首个无化石乳品厂;中国济南酿酒项目用空气源热泵制取120℃蒸汽(COP 1.85)替代燃煤锅炉,回收期2.4年;某越南纺织厂以4吨/时供给150℃蒸汽并同时实现11℃冷水联供。中国企业的案例覆盖造纸、乳品、酿造与纺织,食品饮料、制药、农产品加工等中温热需求,案例均可复制;后两例还表明,热气候下空气源热泵供工业蒸汽效率更高。

在潜力与政策上,中国学者的研究显示,热泵到2060年可贡献15%—22%的二氧化碳减排,约15—25亿吨。据此提出“两个使能”:使其可行,即明确低GWP与自然工质时间表、加强设计安装运维培训、建设零碳园区;使其划算,即性能挂钩补贴、理顺电与气比价、公开示范运行数据。中国工信部2026—2028年计划已将工业热泵列为重点,配套政策正在形成。

圆桌问答:150℃以上,技术问题还是经济问题

圆桌给王如竹教授的问题是:“150℃以上高温热泵商业化,是技术问题还是经济问题?”他的回答是两者兼有,但主要矛盾不在“能不能做”,而在“算不算得过账、能不能被信任”。

技术上,水蒸气压缩、多级与复叠循环已有可行路径,瓶颈在高温压缩机与密封材料的长寿命可靠性、容量与蒸汽参数匹配,以及系统集成与运维能力;经济上,初始投资偏高、电与气比价不利、缺少可核验的运行数据,使业主与金融机构均趋于保守。

他提出的突破口是形成可复制的工程范式并公开实测数据:按实测COP与减碳量给予补贴,让电价机制体现电气化红利,标准与安全认证同步跟进。非洲、东南亚的食品、乳品、纺织等中温热需求密集,热泵在当地具备直接经济性——这正是“热泵面向所有国家”的含义,也是南南合作的一个切入点。

国际制冷学会与中国制冷学会参会代表合影

下一步:让示范数据与培训走向国际平台

会期之外,王如竹教授还与IIR、中国制冷学会、中国冷冻空调工业协会,以及英国制冷学会、瑞典制冷学会、非洲制冷协会的代表开展多边交流,接触了参加展览的国内外制冷空调企业,并与我国工信部、外交部、生态环境部等官员交流。他认为,这些接触为后续技术合作与项目对接提供了直接渠道。

他把此行收获归纳为三点:把“热”的脱碳带入议定书后续议程,使热泵从节能设备上升为工业脱碳的基础设施;IIR以“技术简报—政策摘要—卓越中心”形成知识、政策与能力建设三位一体的合作模式,值得中国对接;中外案例对比表明技术经济边界已经清晰,欠缺的是规模化示范与标准。

下一步,他计划与IIR、DG CLIMA等建立常态化交流并形成可对接的合作清单,推动国内示范项目运行数据在国际平台共享,编制简报中文版并组织面向发展中国家的技术培训。