Дэлхийн аж үйлдвэрүүд хорт утаа ялгаруулахгүй байх, эрчим хүчний хэмнэлт гаргах, ашиглалтын зардлыг бууруулахыг эрмэлзэж байгаа тул тогтвортой дулааныг сэргээх систем нь орчин үеийн эрчим хүчний стратегийн тулгын чулуу болж байна. Эдгээр системүүд нь ихэвчлэн хаягдал дулаан гэж нэрлэгддэг ашиглагдаагүй дулааны энергийг хуримтлуулж, урьдчилан халаах, эрчим хүч үйлдвэрлэх эсвэл процессыг нэгтгэх зэрэг бүтээмжтэй ашиглах зорилгоор дахин ашиглах замаар үйлдвэрлэлийн эрчим хүчний хаягдлыг бууруулдаг. Хаягдал дулааныг нөхөн сэргээх систем нь уламжлалт дулаан солилцуур, органик зэрэглэлийн цикл (ORC), дулааны насос, дулааны цахилгаан үүсгүүр, улам ухаалаг, модульчлагдсан, үр ашигтай болсон нэгдсэн шийдэл зэрэг технологиудыг хамардаг. Тогтвортой байдал, байгаль орчны нийцэл, эдийн засгийн өрсөлдөх чадварт анхаарал хандуулж байгаа нь үйлдвэрлэл, нефть химийн үйлдвэр, эрчим хүч үйлдвэрлэх, дата төв зэрэг салбаруудад дулааны нөхөн сэргээх технологийг нэвтрүүлэх, инновацийг нэмэгдүүлэхэд түлхэц болж байна.
Энэхүү нийтлэл нь тогтвортой дулааны нөхөн сэргээх систем, тэдгээрийн ашиг тус, гол технологи, зах зээлийн чиг хандлага, гүйцэтгэлийн харьцуулалт, салбарыг төлөвшүүлэх ирээдүйн хөгжлийн талаар судлах болно - инженерүүд, эрчим хүчний менежерүүд болон тогтвортой байдлын удирдагчдыг дараагийн үеийн дулааны нөхөн сэргээх стратеги боловсруулах, хэрэгжүүлэхэд шаардлагатай ойлголтоор хангах.
Гол арга хэмжээ
Тогтвортой дулааныг нөхөн сэргээх систем нь алдагдах үйлдвэрийн дулааныг хуримтлуулж, үр ашигтай ашиглах зорилгоор дахин ашиглах замаар эрчим хүчний хаягдлыг багасгаж, эрчим хүчний хэмнэлтийг сайжруулж, ялгарлыг бууруулдаг.
Тогтвортой байдлын зорилго, зохицуулалтын дарамт, эрчим хүчний хэмнэлттэй технологийн эрэлт нэмэгдэж байгаа зэргээс шалтгаалан дулааны нөхөн сэргээх системийн зах зээлийн өсөлт хүчтэй байна; Төсөл 2034 он хүртэл болон түүнээс хойших хугацаанд мэдэгдэхүйц өргөжих төлөвтэй байна.
Модульчлагдсан загвар, дижитал хяналтын систем, дэвшилтэт материал, эрлийз дулааныг сэргээх технологи зэрэг инноваци нь илүү үр ашигтай, уян хатан, өргөтгөх боломжтой шийдлүүдийн замыг нээж байна.
Ирээдүйн чиг хандлагад ухаалаг эрчим хүчний систем, сэргээгдэх эрчим хүчний тогтолцоо, хаягдал дулааны дахин ашиглалтыг аж үйлдвэр, хотын эрчим хүчний экосистемд гүн гүнзгий шингээх дугуй эдийн засгийн стратегитай нэгтгэх зэрэг орно.
Тогтвортой дулааныг сэргээх нь яагаад чухал вэ?
Аж үйлдвэрийн хаягдал дулаан: Ашиглагдаагүй асар их эрчим хүчний эх үүсвэр
Аж үйлдвэрийн ихэнх процессууд нь ихээхэн хэмжээний хаягдал дулааныг үүсгэдэг - дулааны энерги нь ашиглагддаггүй бөгөөд яндангийн хий, хөргөлтийн систем эсвэл халуун гадаргуугаар дамжин хүрээлэн буй орчинд ялгардаг. Энэ нь ган, цемент, нефтийн хими, эрчим хүч үйлдвэрлэх зэрэг эрчим хүч их шаарддаг салбар дахь нийт эрчим хүчний орцын томоохон хувийг эзэлж байна.
Боломжтой хэдий ч энэ хаягдал дулааны ихэнх хэсгийг нөхөн сэргээгээгүй хэвээр байгаа нь эрчим хүчний хэмнэлтийн сорилт, боломжийн аль алиныг нь харуулж байна: энэ эрчим хүчийг сэргээж, дахин ашигласнаар аж үйлдвэрүүд түлшний зарцуулалтыг бууруулж, хүлэмжийн хийн ялгарлыг бууруулж, эрчим хүчний зардлыг бууруулж чадна. Хаягдал дулааныг нөхөн сэргээх нь нүүрстөрөгчийн хийг бууруулах зорилт, тогтвортой байдлын бодлогод нийцүүлэн ажиллаж буй үйлдвэрүүдийн стратегийн хэрэгсэл юм.
Тогтвортой дулааныг сэргээх үндсэн технологиуд
Тогтвортой дулааны нөхөн сэргээх систем нь янз бүрийн температур, хэрэглээнд дулааныг хуримтлуулж, дамжуулж, дахин зориулдаг технологид тулгуурладаг:
️ 1. Дулаан солилцуур
Дулаан солилцуур нь олон дулааны нөхөн сэргээх системийн үндэс суурь болдог. Эдгээр нь дулааны энергийг шингэн эсвэл хийн хооронд шууд холихгүйгээр дамжуулж, яндангийн урсгалаас дулааныг авч, үйлдвэрлэлийн процесст шилжүүлэх боломжийг олгодог. Янз бүрийн төрлийн дулаан солилцуурын дотроос хавтангийн загвар нь өндөр үр ашигтай, авсаархан талбайгаараа ялгардаг, ялангуяа хий-хийн үүрэг, тухайлбал Хий-хийн дулаан солилцогч . Эдгээр шийдлүүд нь орон зай, гүйцэтгэл чухал байдаг хаягдал дулааныг сэргээх, тогтвортой эрчим хүчний тохиргоонд өргөн хэрэглэгддэг.
Дулаан солилцуурын төрлүүд нь:
Хавтан дулаан солилцуур - үр ашигтай, авсаархан шийдэл
Бүрхүүл ба хоолойн солилцоо - өндөр даралтын нөхцөлд найдвартай сонголт
Рекуператор ба нөхөн сэргээгч - дулааныг тасралтгүй дахин ашиглах зориулалттай
Тодорхой дулааны даалгавруудад тохирсон эрлийз солилцуурын тохиргоо
2. Органик Rankine Cycle (ORC) системүүд
Органик эрэмбийн цикл (ORC) систем нь буцлах температур багатай органик ажлын шингэнийг ашиглан хаягдал дулааныг механик энерги болгон хувиргах замаар цахилгаан үүсгэдэг. ORC нь үйлдвэрлэлийн яндан, үйлдвэрлэлийн хаягдал дулаан, газрын гүний дулааны эх үүсвэр зэрэг бага-дунд температурын дулааныг сэргээхэд онцгой ач холбогдолтой. ORC системүүд нь цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх замаар орлогын шинэ урсгалыг бий болгосноор аж үйлдвэрийн байгууламжийн нийт эрчим хүчний үр ашгийг эрс сайжруулж чадна.
3. Дулааны цахилгаан үүсгүүр (TEG)
Дулааны цахилгаан үүсгүүр нь Seebeck эффектийг ашиглан дулааныг шууд цахилгаан энерги болгон хувиргадаг. Уламжлал ёсоор хувиргах үр ашгаар хязгаарлагдаж байгаа хэдий ч материалын шинжлэх ухааны дэвшил нь ялангуяа бага агуулгатай хаягдал дулааныг барихад ашиглах боломжийг өргөжүүлж байна. Компакт, хатуу төлөвт шийдэл нь давуу талтай байдаг эрлийз систем эсвэл niche програмуудад зориулж тэдгээрийг улам бүр авч үздэг.
4. Дулааны шахуурга ба хүйтэн сэргээлт
Дулааны насос нь хаягдал дулааныг бага температурт барьж, илүү өндөр температурт хүргэдэг тул халаалт эсвэл үйлдвэрлэлийн процесст дахин ашиглахад тохиромжтой. Энэхүү технологи нь зөвхөн идэвхгүй дулаан солилцогчтой харьцуулахад нөхөн сэргээгдэх дулааны хүрээг өргөтгөж, ялангуяа дулааны энергийн хуримтлал эсвэл ORC системтэй нэгдсэн тохиолдолд үр дүнтэй байдаг.
Дулаан сэргээх технологийн харьцуулсан үр ашиг
| Технологийн |
ердийн температурын хязгаар |
Хамгийн сайн хэрэглээний |
үр ашиг / ашиг тус |
| Хавтан дулаан солилцогч |
Бага ба Өндөр |
Урсгал хоорондын дулаан дамжуулалт |
Дулаан дамжуулалтын өндөр үр ашиг |
| ORC систем |
Бага, дунд |
Цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх |
Цахилгаан эрчим хүч болгон хувиргаснаар үнэ цэнэ нэмэгддэг |
| TEG |
Бага, дунд зэрэг |
Хатуу төлөвийн эрчим хүчийг сэргээх |
Авсаархан боловч үр ашиг багатай |
| Дулааны насос |
Бага |
Дулааны ашиг тусыг нэмэгдүүлэх |
Температурын хэрэглээг сунгана |
| Сэргээгч |
Өндөр |
Шаталтын агаарыг урьдчилан халаах |
Шатахууны ихээхэн хэмнэлт |
Тогтвортой дулааны нөхөн сэргээх системийн янз бүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь ихэвчлэн нийт эрчим хүчний хуримтлал, ашиглалтыг нэмэгдүүлэх зорилготой эрлийз шийдлүүдийн хүрээнд нэмэлт үүрэг гүйцэтгэдэг болохыг энэ хүснэгтэд харуулав.
Зах зээлийн чиг хандлага ба үрчлэлтийн драйверууд
Зах зээлийн хүчтэй өсөлт
Тогтвортой дулааныг нөхөн сэргээх гол хөдөлгөгч хүчин болох дэлхийн хог хаягдлын дулааныг сэргээх системийн зах зээл 2024 онд 64.76 тэрбум ам.доллараар үнэлэгдсэн бөгөөд 2025-2034 он хүртэл жилийн 7.5%-ийн нийлмэл өсөлтийн хурдаар (CAGR) өсөж, 2034 он гэхэд ойролцоогоор 130.5 тэрбум ам.долларт хүрэх төлөвтэй байна.
Зах зээлийн өсөлтийг дараахь хүчин зүйлүүдээр хангаж байна.
Тогтвортой байдал болон цэвэр-0 амлалтуудыг нэмэгдүүлэх
Байгаль орчны хатуу зохицуулалт, ялгаруулалтын зорилтууд
Эрчим хүчний зардал нэмэгдэж, үйл ажиллагааны зардлыг бууруулах хэрэгцээ
Эрчим хүчийг сэргээх шийдлүүдийн технологийн дэвшил
Цемент, ган, цэвэршүүлэх, химийн үйлдвэрлэл зэрэг салбаруудад хэрэглээг өргөжүүлсэн
Эрчим хүчний стратеги руу шилжих
Аж үйлдвэрийн байгууллагууд хаягдал дулааныг хуримтлуулах нь зөвхөн зардал хэмнээд зогсохгүй нөөцийг оновчтой болгох, ялгаруулалтыг бууруулах, урт хугацааны өрсөлдөх чадварыг нэмэгдүүлэхэд чухал ач холбогдолтой гэдгийг хүлээн зөвшөөрч, дулааны нөхөн сэргээх системийг эрчим хүчний өргөн хүрээний стратегидаа улам бүр тусгаж байна.
Тогтвортой дулааныг сэргээх системийн ирээдүйн чиг хандлага
Модульчлагдсан болон өргөтгөх боломжтой загварууд
Модульчлах нь тогтвортой дулааныг сэргээх системийн дизайны гол зарчим болж, үйлдвэрлэлийн янз бүрийн нөхцөлд илүү хурдан байршуулах, засвар үйлчилгээ хийхэд хялбар, өргөтгөх боломжийг олгодог. Модульчлагдсан системүүд нь эрчим хүчний хэрэгцээ нэмэгдэхийн хэрээр хүчин чадлыг нэмэгдүүлэхийг дэмждэг.
Дижиталчлал ба ухаалаг удирдлага
Дулаан сэргээх гүйцэтгэлийг дижитал хяналтын систем, мэдрэгч, автоматжуулалтаар улам бүр удирдан чиглүүлж, бодит цагийн хяналт, дасан зохицох оновчлол, үйлдвэрийн хяналтын системтэй саадгүй нэгдэх боломжийг олгодог. Энэ хандлага нь системийн үр ашгийг дээшлүүлж, зогсолтыг багасгаж, урьдчилан таамаглах засвар үйлчилгээний чадавхийг сайжруулдаг.
Нарийвчилсан материал ба дулаан дамжуулах гадаргуу
Материалын шинжлэх ухаанд шинэлэг хайлш, бүрээс, гадаргууг сайжруулах зэрэг шинэлэг зүйлүүд нь дулаан солилцогч болон бусад дулааны нөхөн сэргээх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн бат бөх чанар, дулаан дамжуулах чадварыг сайжруулж байна. Эдгээр материалууд нь ашиглалтын хугацааг уртасгаж, илүү өндөр температур, даралтыг бий болгодог.
Сэргээгдэх эрчим хүч, эргэлтийн эдийн засагтай интеграцчлал
Хаягдал дулааныг аж үйлдвэр, хотын дэд бүтэц, төвлөрсөн дулааны шугам сүлжээн дэх эрчим хүчний хэлхээнд буцаан нийлүүлдэг эх үүсвэр гэж үздэг дугуй эдийн засгийн зарчмуудын линзээр тогтвортой дулааны нөхөн сэргээлтийн системийг авч үзэх нь улам бүр нэмэгдсээр байна.
Ирээдүйн интеграцийн жишээнд:
Ухаалаг хотын дулааныг сэргээх сүлжээ
Үйлдвэрийн дулааны эх үүсвэр ба төвлөрсөн халаалтын хоорондох холбоо
Нарны дулааны болон газрын гүний дулааны эх үүсвэртэй дулааны нөхөн сэргээлтийг холбох
Ийм цогц системүүд нь салбар хоорондын эрчим хүчний урсгалыг оновчтой болгож, бүс нутгийн хэмжээнд тогтвортой байдлын зорилтуудтай нийцдэг.
Инновацийг жолоодох аж үйлдвэрийн хэрэглээ
Үйлдвэрлэл ба хүнд үйлдвэр
Цемент, ган, нефтийн химийн үйлдвэрүүд их хэмжээний хаягдал дулааныг бий болгож, дулааны нөхөн сэргээлтийг тогтвортой ашиглах, эрчим хүчний харилцаа холбоог сайжруулах, өрсөлдөх чадвараа дээшлүүлэхэд ихээхэн ашиг тус хүртэх болно.
Эрчим хүч үйлдвэрлэх
Хосолсон цахилгаан станцууд болон үйлдвэрлэлийн когенерацийн систем дэх хаягдал дулааныг нөхөн сэргээх нь түлшний хэрэгцээг бууруулж, нийт дулааны үр ашгийг нэмэгдүүлж, эрчим хүчний үйлдвэрлэлийг илүү цэвэр, хэмнэлттэй болгодог.
Барилга, хотын дулааны сүлжээ
Аж үйлдвэрийн байгууламжаас гадна нөхөн сэргээгдсэн дулааныг төвлөрсөн халаалт, аж ахуйн нэгжийн барилгын халаалт, орон сууцны эрчим хүчний хангамжид ашиглаж, тогтвортой дулааны нөхөн сэргээлтийг хотын эрчим хүчний шийдэл болгон хувиргах боломжтой.
Шинээр гарч ирж буй гибрид системүүд
Эрлийз тохиргоо буюу дулааны нөхөн сэргээлтийг ORC, дулааны насос, дулааны хуримтлал, тэр ч байтугай нүүрстөрөгчийг шингээх интерфейстэй хослуулсан нь хаягдал дулааны урсгалын үнэ цэнийг нэмэгдүүлэх чадвартай дараагийн үеийн тогтвортой системийг тодорхойлох болно.
Дүгнэлт
Тогтвортой дулааныг нөхөн сэргээх систем нь аж үйлдвэр, хотын эрчим хүчний ландшафт дахь эрчим хүчний хэмнэлт, нүүрстөрөгчгүйжүүлэлтийн зорилгод хүрэх үндэс суурь юм. Зах зээлийн өсөлт хурдасч, зохицуулалтын дарамт, тогтвортой байдлын амлалт, технологийн ололт амжилтаар дэмжигддэг тул дулааны нөхөн сэргэлт нь бие даасан суурилуулалтаас ухаалаг эрчим хүчний системийн нэгдсэн бүрэлдэхүүн хэсэг болж хөгжиж байна.
Модульчлагдсан загвар, ухаалаг удирдлага, дугуй эдийн засгийн оролцоо зэрэг шинээр гарч ирж буй чиг хандлага нь илүү уян хатан, үр ашигтай, тогтвортой эрчим хүчний хэрэглээний хэв маягийг дэмжиж, цаашдын хэрэглээг бий болгоно. зэрэг шийдлүүд Хий-хийн дулаан солилцогч нь дулааныг үр ашигтайгаар барьж, дахин ашиглах боломжийг олгож, үйлдвэрлэлийн нөхцөлд тогтвортой байдлын стратегид хувь нэмэр оруулах эдгээр зарчмуудын практик хэрэглээг илэрхийлдэг.
Түгээмэл асуултууд
Асуулт 1: Тогтвортой дулаан сэргээх систем гэж юу вэ?
Тогтвортой дулааныг сэргээх систем нь үйлдвэрлэлийн болон бусад процессоос ашиглагдаагүй дулааны энергийг (хаягдал дулаан) цуглуулж, үр ашгийг дээшлүүлж, ялгаруулалтыг бууруулах бүтээмжтэй зорилгоор дахин ашигладаг инженерийн шийдэл юм.
Асуулт 2: Тогтвортой дулааныг сэргээхэд ямар технологи чухал вэ?
Үндсэн технологид дулаан солилцогч (хавтан, бүрхүүл, хоолой), ORC систем, дулааны насос, дулаан цахилгаан үүсгүүр, рекуператорууд багтдаг бөгөөд тэдгээр нь тус бүр нь температурын хязгаарт тодорхой дулааны нөхөн сэргээх үүргийг гүйцэтгэдэг.
Асуулт 3: Хаягдал дулааныг нөхөх зах зээл яагаад өсөж байна вэ?
Тогтвортой байдлын зорилтууд, зохицуулалтын шаардлага, эрчим хүчний зардлын дарамт, дулааны нөхөн сэргээлтийг илүү үр ашигтай, эдийн засгийн хувьд тааламжтай болгодог технологийн дэвшлүүд нь өсөлтийг бий болгодог.
Асуулт 4: Дулаан сэргээх системд дижиталчлал хэрхэн нөлөөлөх вэ?
Дижиталчлал нь бодит цагийн оновчлол, урьдчилан таамаглах засвар үйлчилгээ хийх, эрчим хүчний удирдлагын илүү өргөн хүрээний системтэй нэгтгэх, гүйцэтгэлийг сайжруулж, үйл ажиллагааны эрсдэлийг бууруулах боломжийг олгодог.
