我国余热发电行业概况研究

我国余热发电行业概况研究1、行业基本情况工业是国民经济的主体，也是能源资源消耗的主要领域，面对国家战略任务和约束性指标要求、工业转型升级的内在需要以及国际竞争的巨大压力。

“十一五”期间，工业能源消耗总量逐年增加，由2005年的15.95亿吨标准煤增加到2010年的24亿吨标准煤左右，占全社会总能耗的比重由2005年的70.90%上升到2010年的73.00%左右，钢铁、有色金属、建材、石化、化工和电力六大高耗能行业的能源消耗量占工业总能耗的比重由2005年71.30%上升到2010年的77.00%左右。

工业增加值占GDP的比重由2005年的41.80%下降至2010年的40.20%，六大高耗能行业增加值占全部工业增加值的比重由2005年的32.70%下降至2010年的30.30%。

（1）行业基本概念余热发电是将工业生产中排出的大量废热通过余热回收装置——余热锅炉将废热进行热交换回收，产生过热蒸汽推动汽轮机实现热能向机械能的转换，从而带动发电机发电的过程。

余热（余压）发电是国家发改委推广的十大节能工程之一，应用领域大致包括：建材类（水泥、玻璃、高岭土、陶瓷等的回转窑、隧道窑、池窑）；冶金类：（钢铁、有色金属等的高炉、电炉、转炉、烟化炉、加热炉、干熄焦、高炉冲渣水等）；化工类：（石化热解、脱氢、催化、裂化等加热炉，制氨、制酸、制醇等过程产生的热量）。

其中水泥、玻璃、钢铁、有色冶金等几项，被列入国家发改委节能重点推广项目第一批目录中。

我国余热发电技术最先在水泥行业得到发展和广泛应用，目前已经推广到玻璃、钢铁、冶金、化工等行业，并且在一些领域的发展已达到了国际先进水平。

（2）行业发展背景余热发电技术最先在发达国家兴起并快速发展，到20世纪70年代左右达到顶峰，此后发达国家余热发电技术发展及推广应用都较为缓慢，主要原因是发达国家主要的耗能行业产能已经转移到中国等发展中国家，耗能行业几乎没有新增投资，余热发电技术革新较为缓慢。

而我国在政府相关政策的积极引导支持下、科研机构及专业节能服务公司持续努力下，余热发电事业快速发展，余热发电技术水平迅速提升，包括水泥、玻璃行业在内的多个行业余热发电技术已达到国际先进水平。

从目前我国工业的现状来看，余热余压可利用空间巨大。

我国钢铁、有色、煤炭、建材、化工、纺织等行业的余热余压以及其他余能没有得到充分利用。

①工业余热总量巨大据统计，现阶段我国一次能源利用率为30%，仅为日本的1/2，比世界平均水平低3个百分点，存在着巨大的能源浪费。

我国工业余热总资源约占其燃料消耗总量的17%-67%，其中可回收利用的部分约占余热总量的六成，即可回收利用的余热资源约为燃料消耗总量的10.2%-40.2%。

《2014年国民经济和社会发展统计公报》显示，2014年全年能源消费总量42.6亿吨标准煤，比上年增长2.2%，其中煤炭消费量下降2.9%，原油消费量增长5.9%，天然气消费量增长8.6%，电力消费量增长3.8%。

煤炭消费量占能源消费总量的66.0%。

根据前述可回收利用余热资源占燃料消耗总量的占比测算，我国每年可供回收利用的余热资源高达4亿吨以上的标准煤，节能潜力巨大。

②节能服务行业获得国家政策大力扶持2010年以来，国家颁布了《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》、《国家能源科技“十二五”规划》、《工业节能“十二五”规划》等文件，进一步明确了余热余压利用以及节能服务行业的战略地位以及未来的产业发展方向，另外，国家颁布了《关于促进节能服务产业发展增值税营业税和企业所得税政策问题的通知》、《关于加快推行合同能源管理促进节能服务产业发展的意见》、《关于调整完善资源综合利用产品及劳务增值税政策的通知》等行业鼓励政策，对余热余压利用以及发展节能服务行业从资金支持、税收政策、相关会计制度、改善金融服务方面提出了具体的支持措施。

2011年8月，国家颁布了《“十二五”节能减排综合性工作方案》，把余热余压利用、同能源管理推广工程列为实施节能的重点工程。

2011年12月，国家颁布了《“十二五”资源综利用指导意见》，重申了资源综合利用作为国民经济和社会发展的长远战略方针的重要性，并明确提出“以工业窑炉余热余压发电和低温废水余热发电开发利用为重点，实现余热余压的梯级利用”的指导意见。

2012年6月，国务院印发《“十二五”节能环保产业发展规划》（国发〔2012〕19号），明确完善推广余热发电关键技术和设备；示范推广低热值煤气燃气轮机、烧结及炼钢烟气干法余热回收利用、乏汽与凝结水闭式回收、螺杆膨胀动力驱动、基于吸收式换热的集中供热等技术和设备；大力推广高效换热器、蓄能器、冷凝器、干法熄焦等设备。

2013年8月，国务院颁布了《关于加快发展节能环保产业的意见》（国发〔2013〕30号），强调用能单位广泛采用“节能医生”诊断、合同能源管理、能源管理师制度等节能服务新机制改善能源管理，城镇污水、垃圾处理和脱硫、脱硝设施运营基本实现专业化、市场化、社会化，综合环境服务得到大力发展。

（3）行业发展历程我国余热发电行业的发展大致经历了四个阶段，前三个阶段主要集中于水泥行业，在第四阶段，余热发电开始在玻璃、钢铁、冶金、化工等行业快速发展。

第一阶段为1953年至1989年，这一阶段的主要工作是开展中空窑高温余热发电技术及装备的开发、推广、应用工作，主要参照20世纪30年代日本引进德国技术在我国东北、华北地区建设的中空窑高温余热发电技术装备，对老厂进行改造，同时在老厂扩建中应用。

第二阶段为1990年至1996年。

在这一阶段，完成了“带补燃锅炉的中低温余热发电技术及装备的研究开发”，并以日本KHI公司为宁国水泥厂4000t/d水泥窑提供的6.48MW纯低温余热电站的建设为契机，基本形成了我国水泥窑纯低温余热发电工艺技术装备体系。

第三阶段为1997年至2005年。

这一阶段主要推广、改进“带补燃锅炉的水泥窑中低温余热发电技术”和“水泥窑纯低温余热发电技术”。

截至2005年底，利用“带补燃锅炉的水泥窑中低温余热发电技术”，国内有23个水泥厂36条1000-4000t/d预分解窑生产线安装了28台带补燃锅炉的中温余热发电机组。

第四阶段为2005年至今后。

由于水泥窑纯低温余热发电技术装备已经成熟，进入了蓬勃发展阶段。

经过国内众多科研机构及余热发电专业公司的持续努力，在国家相关政策的支持引导下，余热发电技术逐步提高，部分行业的余热发电技术已经达到了国际先进水平。

余热发电不仅在建材行业得到规模性的发展和广泛应用，其他行业余热发电也得到较快发展，纯余热发电技术逐步被改进推广到钢铁、冶金、化工等行业。

（4）行业经营模式余热发电行业主要有三种模式，分别为传统设计模式、工程总承包模式和合同能源管理模式。

目前各个模式都有运用，但从发展历程来看，传统设计模式最早出现，随后工程总承包模式随着余热发电行业的发展出现，而合同能源管理模式在2007年前后快速崛起，因其具有合作方风险低、节能效率高等特点，更能适应市场需求，从而得到快速发展。

①传统设计模式传统设计模式基本随着余热发电行业的产生而兴起。

设计方只提供余热发电项目设计的可研报告及施工图纸等，具体的工程建设安装及竣工后的运营由用能企业自行组织实施。

而余热发电工程设计和建设是前后相辅相成的，建设安装过程中可能需要根据项目具体情况再对设计方案进行改进，这种模式下设计方很难对施工过程进行指导并整体优化，更难保障项目运营效率，目前该种服务模式的比例已逐步减少。

②项目总工程承包模式（EPC）随着余热发电行业规模的扩大，余热发电项目工程总承包模式作为一种专业工程业务模式形成。

工程总承包模式下，项目建设与设计一体化，需要工程验收时保障项目预定设计指标通过验收后才能向用能企业“交钥匙”，一定程度上克服了纯设计模式缺点。

但是，余热电站由于余热烟气粉尘多、参数不稳定等特点，电站运营过程需要经常检修、经常跟踪调试校正及优化等，才能使余热电站运营指标持续达到设计目标。

而工程总承包模式下“交钥匙”后即完全移交用能企业，很难保证余热电站持续保持预定运营效率，且工程总承包模式下由用能企业自行负责投融资，承担全部投资风险。

③合同能源管理模式（EMC）正因传统业务模式和工程总承包模式具有上述缺点，在市场需求推动及政府政策支持下，合同能源管理模式在2007年前后引入我国余热发电行业。

合同能源管理模式可以克服传统设计模式和工程总承包模式的不足，由节能服务公司提供涵盖余热发电项目投融资、项目设计、工程建设、电站运营等全部环节的全方位、长周期、专业化的综合节能服务。

在这种模式下，用能企业零投资、低风险，节能服务公司提供全程服务、保障节能效益，余热电站设计科学合理、运营有保障、节能效率高，从而实现高效、共赢的局面。

目前该种服务模式占国内整体市场比例约为10%，预计未来比重将不断增加。

（5）行业发展趋势1）国内高耗能行业的余热发电市场需求旺盛余热发电作为一项通用技术，不仅是水泥、玻璃生产线可以安装余热发电设备，其他如钢铁、冶金、化工等高耗能行也已陆续成为余热发电行业的目标市场。

目前我国除水泥行业外，其他高耗能行业大部分低温废气余热尚未进行有效利用。

在《国家重点节能技术推广目录》中，已对冶金、化工等行业的余热利用提出了明确的技术推广要求，未来市场空间较大。

余热发电具有良好的投资效益，随着国家节能环保政策力度的不断加强，以及上述行业企业间竞争的不断加剧，钢铁、冶金、化工、玻璃等行业对余热发电的需求将逐步增强。

国内水泥窑纯低温余热发电技术装备已比较成熟，水泥窑余热发电系统与钢铁、冶金、化工、玻璃等行业余热发电系统的主要区别在于废气成分、产生方式和温度的不同，钢铁、冶金、化工、玻璃等行业废气温度较高（废气余热温度越高，余热发电技术要求越低），因此，从水泥窑余热发电技术向钢铁、冶金、化工、玻璃等行业余热发电技术转化时不存在技术障碍。

因此，国内已拥有水泥窑余热发电技术的公司及设备供应商在向其他行业拓展时有着明显的技术优势和经验优势。

2）海外电力工程市场进一步打开目前在国际市场，除日本外，其他国家水泥窑余热发电的普及率不高，技术装备相对落后。

我国水泥窑余热发电系统无论从技术装备水平还是发电效率都处于全球领先地位，近年来刚刚进入国际市场，未来的前景十分广阔。

以印度市场为例，随着近几年印度经济的快速发展以及落后基础设施投资改造力度的加大，水泥产能快速增长；同时，印度的水泥生产线基本为新型干法生产线，均可以安装余热电站。

印度水泥窑余热发电行业起步于2007年，余热发电技术水平和配套设备质量相对我国而言都比较落后，发电效率与我国相比差距较大，对于国内的余热发电工程公司来说是良好的发展机遇。

近年来，电力行业是国务院确定的国际产能合作的重点行业，海外电力承包项目已成为我国企业“走出去”的主力军，我国电力企业依托国内成功经验，整合国际国内两地资源，正在推动“一带一路”倡议有效落地。