深耕余热回收利用技术 赋能能源行业低碳转型

在“双碳”目标引领与工业领域节能降碳行动的推动下，余热作为工业生产过程中未被充分利用的宝贵能源资源，其回收利用已成为提升能源利用效率、降低碳排放强度的关键路径。工业余热资源广泛存在于冶金、石化、电力、建材等多个高耗能领域，涵盖高温烟气、工艺余热、冷却废水等多种形态。深耕余热回收利用技术研发与产业化应用，不仅是能源企业践行绿色发展使命的必然要求，更是推动行业实现能源结构优化与高质量发展的核心支撑。

一、余热回收利用技术的核心价值与政策导向

余热回收利用的核心价值在于通过技术手段将原本废弃的热能转化为可利用的能源形式，实现“变废为宝”的能源梯级利用，其生态效益与经济效益显著。从生态效益来看，高效回收利用余热可大幅减少化石能源消耗，降低二氧化碳、二氧化硫等污染物排放；从经济效益来看，可为企业节约能源成本，提升产品市场竞争力，同时拓展新的能源服务增值空间。
政策层面，国家层面已将余热回收利用纳入重点节能降碳举措。《2024—2025年节能降碳行动方案》明确提出，推进钢铁行业高炉炉顶煤气、焦炉煤气余热等综合利用，加强石化化工行业高压低压蒸汽、余热余压等回收利用，要求到2025年底钢铁行业余热余压余能自发电率提高3个百分点以上。《工业领域碳达峰实施方案》也强调，要推进工业余压余热资源化利用，构建多能高效互补的能源利用体系，为余热回收利用技术的发展提供了明确的政策指引与方向遵循。

二、余热回收利用核心技术体系与分类应用

余热回收利用技术体系基于余热温度等级、介质特性及利用需求形成多元技术路径，核心遵循“温度对口，梯级利用”原则，不同温位余热对应差异化的回收技术与应用场景，确保能源利用效率最大化。
（一）高温余热回收技术（>650℃）
高温余热主要来源于冶金炉、玻璃窑、水泥窑等工业窑炉排气，具有温度高、能量密度大的特点，回收利用以热功转换和工艺再利用为主。核心技术包括余热锅炉-汽轮机发电系统、蓄热式换热技术等。其中，蓄热式加热炉通过陶瓷球、蜂窝体等蓄热体交替吸收高温烟气热量并预热燃烧空气，可将空气预热至1000℃以上，大幅提升燃烧效率；在钢铁行业，高炉炉顶煤气余热回收通过透平发电系统，可实现余热资源向电能的高效转化，成为企业自备能源的重要补充。重庆大学研发的高温含尘废气余热回收技术，通过新型颗粒表层移动床技术实现烟气净化与余热回收协同，在太钢示范项目中余热回收率高达82.27%，净化后烟气含尘浓度低至3.33mg/m³，突破了高温高含尘烟气回收的行业瓶颈。

（二）中温余热回收技术（230℃-650℃）
中温余热常见于工业锅炉烟气、柴油机排气等场景，回收方式以蒸汽生产、有机朗肯循环（ORC）发电为主。ORC技术作为中低温余热回收的核心技术之一，通过低沸点有机工质吸收余热产生蒸汽驱动涡轮发电，具有适配范围广、运行稳定的优势。在中国石化燕山石化2# S Zorb装置低温余热发电项目中，采用ORC技术回收130-140℃塔底油余热，净发电量达540千瓦，可满足装置总用电负荷的50%，年节能量折合168万千克标准煤，展现出显著的节能效益。此外，该技术已在石化行业多个加氢装置、重整装置中推广应用，预期总节能量可达40万吨标准煤/年。

（三）低品位余热回收技术（<230℃）
低品位余热包括工艺热水、冷凝水、低温烟气等，因温度低、能量密度小，回收难度较大，主要采用热泵升级、直接供热等技术路径。高效吸收式热泵与压缩式热泵技术可将30-50℃的低品位余热提升至70℃以上的可用温度，用于工业工艺预热或城市供暖。在某电厂供暖项目中，应用50MW级吸收式热泵技术回收低品位余热，年节能量达7万吨标准煤，年净收益超3500万元。

三、余热回收利用技术的关键应用要点与挑战

在实际应用中，余热回收利用技术的落地需兼顾技术适配性、系统安全性与经济性。首先，需精准匹配余热源特性（温度、流量、成分）与用户需求，避免“一刀切”的技术选择；其次，要注重系统集成设计，实现复杂工况下管网建设的“微扰动”，保障周边生态与交通安全；最后，需综合评估投资成本、运行维护费用与节能收益，通过政策支持、跨行业合作等方式降低投资回报周期风险。
当前，余热回收利用技术推广仍面临三大挑战：一是低品位余热回收效率偏低，技术成本较高；二是部分行业余热资源分散，收集与输送难度大；三是跨领域、跨行业的资源对接机制不完善，制约了余热资源的规模化利用。对此，需通过技术创新、模式创新与政策协同形成破解路径。

四、技术发展趋势与能源企业的实践方向

未来，余热回收利用技术将朝着高效化、智能化、规模化方向发展。在技术创新层面，将重点突破高温液态熔渣余热回收、热化学储热等前沿技术，提升低品位余热回收效率；在系统集成层面，将推动余热回收与光伏、储能、智慧能源管控系统的融合，构建多能互补的综合能源体系；在模式创新层面，将推广“余热回收+能源服务”的市场化模式，通过合同能源管理、合资合作等方式实现资源共享与风险共担。
作为能源企业，践行余热回收利用技术创新与产业化应用，既是责任更是机遇。未来可从三方面发力：一是深化核心技术研发，重点突破低品位余热回收、高效换热装备等关键技术瓶颈，形成具有自主知识产权的技术体系；二是推进跨行业示范项目建设，复制推广“工业余热+城市供热”“余热发电+工艺用能”等成熟模式，推动余热资源规模化利用；三是加强政策协同与行业合作，积极参与碳达峰试点城市建设，构建跨区域、跨行业的余热资源配置网络，为能源行业绿色低碳转型注入更强动力。

余热回收利用技术是解锁工业能源高效利用的“关键钥匙”，更是推动“双碳”目标落地的重要支撑。我们将一直秉承以技术创新为核心，以模式创新为纽带，深耕余热回收利用领域，让每一份废弃热能都充分释放价值，为构建清洁低碳、安全高效的能源体系贡献力量。