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我国余热锅炉行业经营模式、相关政策及市场空间增长预测

北极星环保网  来源:立鼎产业研究网    2021/9/23 9:09:52  我要投稿  
所属频道: 节能  关键词:余热锅炉 工业余热 绿色转型

北极星环保网讯:2021年我国余热锅炉行业经营模式、相关政策及标准汇总分析

一、余热锅炉行业定义

——锅炉是利用燃料或其他能源的热能,把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为生产和生活提供所需要的热能,也可通过蒸汽动力装置转换为机械能,或再通过发电机将机械能转换为电能。

——余热锅炉是利用各种工业过程中的废气、废料或废液中的显热或(和)其可燃物质燃烧后产生的热量的锅炉。或在燃气的联合循环机组中,利用从燃气轮机排出的高温烟气热量的锅炉。

根据用途不同,可将工业余热锅炉细分为电站余热锅炉(即燃机余热锅炉)和其他工业余热锅炉。就其所处环境而言,其他工业余热锅炉运行环境恶劣,设计和制造工艺较为复杂,多为非标产品。

余热锅炉分类

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二、余热锅炉行业特点

余热锅炉一般由汽包、蒸发器、过热器、节能器、烟箱和烟道等部件组成,与常规锅炉相比,通常没有了燃烧室。余热锅炉具有烟气适应性广,锅炉系统结构紧凑,运行可靠,操作稳定,使用寿命长等特点。

余热锅炉与常规锅炉最大的区别在于加热的热源不同。余热锅炉的热源可以是高温烟气余热、化学反应余热、可燃废气余热,甚至可以利用高温产品余热。余热锅炉一方面能够利用工业生产中的废气、废能产生蒸汽用于发电、供热,同时还能将废气中的粉尘等环境污染物沉降下来,减少固态、液态或气态有害物质的排放。余热锅炉是一种典型的节能减排设备。目前,由于技术与资金投入等原因,我国工业生产中不仅还有大量的中低温余热未被利用,而且不少生产环节中尚有大量的中高温余热未被完全利用,从而造成环境污染和能源的浪费。

三、余热锅炉行业经营模式分析

——生产模式

一般采用“以销定产”的生产模式,即根据公司与客户签订的合同安排组织生产。由于行业产品为非标准化产品,并且涉及的工艺流程较为复杂,生产过程需要设计、工艺和生产部门的紧密配合。为提高生产效率,满足产能和产品特殊工艺的需要,厂商一般对核心部件进行专业化生产,并选择部分外协厂商对部分结构件进行外协加工。

——采购模式

产品大部分为非标品,需单台小批量生产,关键部件不具有通用性。根据多年的实际生产情况,部分附属部件可通用。原料采购分为非通用原料采购和通用原料采购,一般采购流程如下:

(1)对于非通用原料采购,采购部根据技术部门提供的材料清单(牌号、规格、数量、技术要求等)实施采购。

(2)对于大型、复杂或特殊物资的采购洽谈和签约时需组织设计、工艺、财务、检验人员参加,并在技术协议或采购合同中附上相关技术、质量条款。

(3)对于通用原料采购,与供应商签定全年框架协议、定价表、采购合同,合同除应明确有关标准及内容外,还必须明确质量条款。

(4)材料到货后,根据国家标准、技术要求、采购规范等入库报检,并跟踪到材料合格入库。

——销售模式

产品一般单件价值高、结构复杂、技术含量高,并且对产品安装具有较高的技术要求,故产品一般采用订单式生产,产品销售采取直销模式。

销售流程

一般由营销管理中心负责根据经营目标制定营销计划、协调计划执行,并进行客户管理,长期跟踪客户的动态。各销售部门最终通过议标、投标的方式获取客户订单。

产品定价

由于产品大多为非标准产品,在市场上较难取得相同产品的参考价格。根据客户要求确定产品设计方案,进行产品成本、费用的估算,在此基础上根据产品的市场竞争程度附加合理利润,并以此为参考通过合同谈判确定产品最终价格。

四、余热锅炉行业政策

余热锅炉行业主要的相关政策如下:

——2015年5月,国务院印发《中国制造2025》,提出:加大先进节能环保技术、工艺和装备的研发力度,加快制造业绿色改造升级;积极推行低碳化、循环化和集约化,提高制造业资源利用效率;强化产品全生命周期绿色管理,努力构建高效、清洁、低碳、循环的绿色制造体系。

组织实施传统制造业能效提升、清洁生产、节水治污、循环利用等专项技术改造。开展重大节能环保、资源综合利用、再制造、低碳技术产业化示范。

——2016年6月,工信部发布《工业绿色发展规划》,指出:发展余热余压高效回收利用。在自备电厂实施烟气系统余热深度回收利用、超临界混合工质高参数一体化循环发电等技术改造。推广矿热炉高温烟气净化回收利用、冶金余热余压能量回收同轴机组应用、螺杆膨胀动力驱动等技术。到2020 年,中低品位余热余压利用率达到 80%。煤炭清洁高效利用。焦化、煤化工行业重点推动产品结构优化,加大资源加工转化深度,推广整体煤气联合循环发电技术(IGCC)、焦炉煤气制合成氨、甲醇或天然气及煤粉气流床加压气化等技术。工业锅炉优先实施高效节能技术改造或清洁能源替代。工业窑炉重点推进全(富)氧燃烧、蓄热式燃烧、燃料替代及余热利用等技术改造。

——2016年7月,工信部发布《高效节能环保工业锅炉产业化实施方案》。《方案》指出,为落实《中国制造2025》,推动绿色制造和智能制造,制定并实施高效节能环保工业锅炉产业化实施方案,全面提升工业锅炉系统能效水平和装备水平,促进工业锅炉产业转型升级,推进供给侧结构性改革,实现节能减排,改善环境质量。

《方案》指出,到2020年底,攻克一批高效节能环保工业锅炉关键共性技术,培育一批高效节能环保工业锅炉制造基地,推广一批高效节能环保工业锅炉产品,制定一批相关国家标准,探索建立研发、工程应用与技术服务于一体的高效节能环保工业锅炉系统创新中心和专业化运行服务新模式。高效节能环保工业锅炉市场占有率达60%以上,累计推广高效节能环保工业锅炉100万蒸吨。

——2017年4月,工信部发布《关于推荐2017年工业节能与绿色发展重点借贷项目的通知》,提出:支持工业企业利用低品位余热向城镇居民供热工程。

——2017年6月,发改委等13部门发布《加快推进天然气利用的意见》,提出:实施天然气发电工程

大力发展天然气分布式能源。在大中城市具有冷热电需求的能源负荷中心、产业和物流园区、旅游服务区、商业中心、交通枢纽、医院、学校等推广天然气分布式能源示范项目,探索互联网+、能源智能微网等新模式,实现多能协同供应和能源综合梯级利用。在管网未覆盖区域开展以LNG为气源的分布式能源应用试点。

鼓励发展天然气调峰电站。鼓励在用电负荷中心新建以及利用现有燃煤电厂已有土地、已有厂房、输电线路等设施建设天然气调峰电站,提升负荷中心电力安全保障水平。鼓励风电、光伏等发电端配套建设燃气调峰电站,开展可再生能源与天然气结合的多能互补项目示范,提升电源输出稳定性,降低弃风弃光率。

有序发展天然气热电联产。在京津冀及周边、长三角、珠三角、东北等大气污染防治重点地区具有稳定热、电负荷的大型开发区、工业聚集区、产业园区等适度发展热电联产燃气电站。

政策实施过程中虽有波折,但在“碳达峰、碳中和”政策下,天然气发电替代煤电是重要选择之一。

——2017年10月,工信部发布《产业关键共性技术发展指南(2017年)》,提出:钢铁制造流程余热减量化与深度化利用技术主要技术内容:焦炉烟气余热阶梯级利用技术、荒煤气余热回收发电技术等余热回收技术。

——2019年3月,发改委发布《绿色产业指导目录(2019年版)》,绿色产业包含余热余压设备制造。

——2020年10月,工信部发布《国家工业节能技术装备推荐目录(2020)》,将多项余热余压节能改造技术列为推荐工业节能技术。

——2020年12月,国家发展改革委、财政部等部门发布《关于清理规范城镇供水供电供气供暖行业收费促进行业刚质量发展的意见》,提出:对余热、余压、余气自备电厂,继续减免系统用费,自2021年3月1日起实行。

——2021年2月,国务院发布了《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》,提出加快实施钢铁、石化、化工、有色、建材、纺织、造纸、皮革等行业绿色化改造。

——2021年3月,《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出,生产生活方式绿色转型成效显著,能源资源配置更加合理、利用效率大幅提高,单位国内生产总值能源消耗和二氧化碳排放分别降低13.5%、18%,主要污染物排放总量持续减少。坚决遏制高耗能、高排放项目盲目发展,推动绿色转型实现积极发展。壮大节能环保、清洁生产等产业。推动煤炭等化石能源清洁高效利用,推进钢铁、石化、建材等行业绿色化改造。

——“碳达峰、碳中和”。习总书记在 2020 年 9 月首次提出“碳达峰、碳中和”的概念;10月22日,中国宣布力争于2030年前实现碳峰值,努力争取2060年前实现碳中和。

五、相关余热锅炉行业标准

余热锅炉行业相关标准

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我国工业余热资源丰富,未来余热锅炉的市场应用仍有较大的提升空间

——我国工业领域能耗占比约为70%。工业企业是中国能源消费大户(如钢铁、冶金、建材等行业),能源消费量占全国能源消费总量的 70%左右,主要工业产品单位能耗平均比国际先进水平高 30%左右。除了生产工艺相对落后和产业结构不合理的因素外,工业余热利用率低,能源没有得到充分综合利用是造成能耗高的重要原因,我国能源利用率仅约为 33%,较发达国家低 10%左右,至少 50%的工业耗能以各种形式的余热被直接废弃。

中国三大产业增加值统计(亿元)

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——对于传统高耗能高排放产业而言,“碳中和”相当于“供给侧改革2.0”。2016年始的供给侧改革使得众多传统行业淘汰了老旧、冗余产能,“碳中和”不仅要控制碳排放,而且要求企业通过总量控制,达到进出平衡,产生最终“零排放”的结果。实现这种结果不仅有产能收缩一种渠道,还要通过工艺改进、二氧化碳回收等多重方式进行。因此,对于众多传统高耗能高排放的产业诸如电力、钢铁、煤炭、化工、建筑、交通运输等,“碳中和”相当于供给侧改革的升级版。

——工业节能产业链:横跨二三产业,包括从材料和技术到设备与产品,再到运营与维护等在内的完整产业链。其中,上游为节能材料和技术,节能材料如保温材料和耐火材料等,节能技术如重点行业节能改造技术等;中游包括工业锅炉、压缩机等在内的节能装备(产品)的制造;下游主要是指节能服务业。

工业节能产业链

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——余热回收:余热资源是指在现有条件下可能回收利用而尚未回收利用的能量,被认为是继煤、石油、天然气和水力之后的第五大常规能源。按其来源可分高温烟气余热(占比最高,达到 50%)等六类。这些余热资源可用于发电、驱动机械、加热或制冷等,因而能减少一次能源的消耗,并减轻对环境的热污染。

高温烟气余热约占50%

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各类余热资源特点介绍

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我国工业余热资源丰富,但利用率较低。根据全国能源信息平台数据,在煤炭、钢铁、有色、化工、水泥、建材、石化等行业,余热资源约占其燃料消耗总量的17%~67%,其中可回收利用的余热资源约占余热总资源的60%。目前我国余热资源利用比例低,大型钢铁企业余热利用率约为30%~50%,其他行业则更低,余热利用具备较大提升潜力。

余热利用的途径:①热交换。是回收工业余热最直接、效率较高的方法,该方式不改变余热能量的形式,只通过换热设备将余热能量直接传递给自身工艺的耗能流程,降低一次能源消耗。主要利用方式有间壁式换热、余热锅炉、蓄热式热交换、热管的换热等;②热功转换。利用热功转换可提高余热的品位。主要采用余热锅炉发电,是工业余热利用的主要形式。③热泵(溴冷机)系统回收余热。

余热资源的利用效率和温度有关,一般情况温度越高,利用效率越高。根据余热资源温度的高低可分为高温余热(高于 500℃),中温余热(200~500℃)和低温余热(低于 200℃)。余热锅炉一般适用于高温余热,而热泵系统则适用于低温余热。

——技术角度来看,根据《国家工业节能技术装备推荐目录(2020)》,推广的余热余压节能改造技术有锅炉烟气深度冷却技术、工业循环水余压能量闭环回收利用技术、微型燃气轮机能源梯级利用节能技术、工业燃煤机组烟气低品位余热回收利用技术等。进度方面,目前电厂用低压驱动热泵技术推广比例约为10%,其他技术均在5%以下,仍有较大的提升空间。

各类余热余压节能改造技术进展情况

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“碳达峰、碳中和”背景下我国燃机余热锅炉市场空间增长预测

能源转型不可能一蹴而就,作为清洁低碳化石能源,在3060的碳减排目标下,天然气是替代煤电的重要过渡能源之一,其发电的环境效益以及在能源发展格局中的重要作用越来越受到关注。在政策引导下,国内天然气发电装机容量从2014年的5697万千瓦增加至2019年的9022万千瓦,占全国发电装机总量的4.49%,发电装机年均增长31.67%;发电量为2362亿千瓦时,占全国总发电量的3.22%,年均达到增长35.43%,2020年装机容量进一步达到0.98亿千瓦。天然气发电装机容量和发电量增速,均远高于全国发电装机容量和发电量增速。全球来看,2020年开始GE、西门子、三菱等相继宣布退出燃煤汽轮机组的供货,因此未来国际国内市场天然气发电的份额均将提升。

我国燃气发电装机量增长统计

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未来十年,燃机余热锅炉市场空间有望超过500亿元。在天然气集中式发电项目和区域式分布式能源项目中,燃机余热锅炉是关键的能量回收装置,不可或缺,在3060的碳减排目标指引下,气电的快速发展必将带动相关设备消费需求。基于以下条件测算电站余热锅炉市场空间:①2030年碳达峰前,气电装机容量不断提升,之后保持稳定,根据《中国2060年前碳中和研究报告》,2030年气电装机容量有望达到1.85亿千瓦,较2020年0.98亿千瓦新增0.87亿千瓦;②按照工程项目的经验数据,气电综合发电投资成本50-70万元/MW,取中值60万元/MW,余热锅炉占项目总投资比例为10%。测算可得,未来10年,仅电站余热锅炉新增市场容量就可达到500亿元以上,具备广阔的发展空间。

燃机余热锅炉具备广阔的发展空间

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原标题:中国余热锅炉行业发展现状调研与趋势前景研究报告

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