冷热行业绿色低碳发展领军企业:大连冰山集团有限公司——“工业碳达峰”优秀企业系列报道二十

2023-03-03 00:00          4756次阅读

为深入贯彻落实党中央、国务院关于“做好碳达峰、碳中和工作”的决策部署,经报国家碳达峰碳中和工作领导小组办公室有关领导同志后,中国工业经济联合会自2022年起,从遴选示范、调查研究和宣传培育等三个维度开展中国工业碳达峰“领跑者”企业研究工作,找出并宣传推广企业优秀成果与案例,助力工业领域更好地开展碳达峰工作。

根据工作计划,中国工业经济联合会将在有关部委、部分地方政府和行业组织的支持下,持续做好中国工业碳达峰“领跑者”企业研究工作,在2022年已经发布的42家首届中国工业碳达峰“领跑者”企业基础上,到2025年累计找出300家,到2030年累计找出1000家中国工业碳达峰“领跑者”企业。现将调研过程中了解到的一些优秀企业成果和案例进行系列报道,为各地方、行业、企业做好工业碳达峰工作、实现工业绿色低碳转型和工业高质量发展提供参考借鉴。

始创于1930年的大连冰山集团(以下简称“冰山集团”或“冰山”)作为拥有多元化投资主体的混合所有制企业,是首届中国工业碳达峰“领跑者”企业、中国机械工业百强企业、中国机械工业管理创新示范基地、拥有国家级科技创新示范企业、国家级服务型制造示范平台、国家工业互联网大数据中心冷热装备制造行业分中心。现有员工近万人,成员企业31家,其中有8家国家和省级专精特新企业、21家高新技术企业,是中国掌握主要制冷核心技术的绿色装备制造企业。

 

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图1:冰山集团总部

冰山集团聚焦冷热事业,争做细分市场领军者。主要事业包括工业制冷制热、商用冷冻冷藏、空调与环境、智慧冷链、工业互联与智控、生物科技以及融资租赁、氢能源、CCUS、零碳工厂等新事业领域。冰山集团的冷热产品与工程服务“一带一路”120多个国家和地区。

2014年以来,冰山集团顺应时代发展趋势,把握冷热技术发展方向,围绕绿色低碳,着力推进冷热事业的战略转型升级。近年来,通过不同细分市场的冷热平衡解决方案、高温工业热泵、ORC膨胀发电、余热余压膨胀发电、CCUS等减碳、零碳、负碳产品技术,借助人工智能、大数据、云计算、物联网等数字技术,不断为实现碳达峰、碳中和贡献冰山力量。

一、聚焦细分市场 抢抓双碳机遇

抢抓双碳机遇,提升能源效率,为冷热不同细分市场的客户降本增效、节能减碳,是冰山集团的发展战略目标。

精研深焓能源,实现节能减排。2014年以来,冰山集团推动自身从冷热装备制造商向国内领先的冷热综合解决方案提供商转型,实现向工业制冷的战略升级和向工业制热的战略转型,通过冷热平衡发展,实现绿色低碳发展。冰山集团率先推出并不断完善了冰山深焓能源系统解决方案,在-272℃-430℃广域温度区间内,针对石油化工、天然气液化、人工环境模拟、工业余热回收、冰雪工程、空气分离、冷链物流、啤酒乳品、船用冷冻冷藏、冷热节能控制等冷热细分市场能源消费的工业场景,提供系统化的能源解决方案,实现温度精确管理,冷热平衡供给,能源梯级利用,创造了良好的经济效益和社会效益。

 

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图2:石油化工领域大型空分及相关冷热装备

      在屠宰细分市场,冰山发明的应用于禽类屠宰加工领域的红水预冷装置,采用国内独创的喷射供液、疲劳容器技术,相比传统片冰预冷方式可提升产能20%至35%,节水37%,总节能51%。在天然气细分市场,采用首创的“两级膨胀发电+热泵分级补热+冷能制冰”技术,解决了天然气低温加热和压力能直接损失的问题,系统年净发电量约126万kWh,年制冰产量约1.7万吨,可有效实现节能减碳。在多晶硅市场,推出了万吨高纯多晶硅冷氢化解决方案、尾气回收解决方案及制冷精准供液系统,实现蒸发温度覆盖-90℃至20℃,满足多晶硅冷氢化、尾气回收等工艺段的技术要求,可节能70%。在碳捕集碳回收细分市场,迭代开发二氧化碳增压、液化装置等关键技术和设备,为客户提供了CCUS项目源头固碳、过程吸碳、末端用碳的整体解决方案,项目在煤化工、水泥、酒精发酵等领域接续落地,回收的食品级CO2用于碳酸饮料、碳酸盐制造等领域,2022年新投产项目回收CO2超过160万吨。在余热发电领域,利用生产过程中多余的热能转换为电能,某项目利用生产系统副产0.1Mpa(绝压)蒸汽,通过4套汽轮机及其配套的900kW高压异步电动机实现发电,按照年8000小时计算,年发电量1840万度,年总发电收益1140.8万元,投资回收期在3年左右,年减少CO2排放量16872.8吨。

 

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图3:井口天然气液化系统

坚持数字赋能,实现低碳发展。2015年以来,冰山集团把握工业互联网、物联网、大数据的时代趋势,整合市场、技术与管理经验,打造“工业互联网+现代服务业”全新生态平台。冰山集团凭借“5G+工业互联网”技术开发的BinGo云平台为客户提供智能化的产品、工程和服务,通过数字化实现运行的可视化、可知化,通过新技术、新算法,实现系统节能减碳,为客户创造新价值。

 

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图4:冰立方——北京冬奥冰壶赛场

在冰雪细分市场,北京冬奥场馆应用了冰山新冷媒制冷机组、CO2跨临界制冷技术和IOT技术,实现对每一平方米冰面的精准控制和能源的智慧管理,冰面温度控制精度达到±0.5℃,保证比赛的冰面质量,实现系统节能20%,为实现绿色冬奥做出了“冰山贡献”。在中央空调领域,对传统冷却塔进行智能化改造,依托工业互联网云服务平台对数据的监测与管理,应用最优算法运行,为客户节约运维成本可达62%。在商超便利店领域,新推出的算法节能方案,可节电15%~20%。

 

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图5:冰山工业互联网云服务平台

2022年,冰山集团与中联院联合创建的国家工业互联网大数据中心冷热装备行业分中心落户冰山,推进冷热服务从全程全生命周期服务向节能减碳的智慧服务迭代升级,为冷热行业提供数字化的节能减碳服务。

 

二、产学研用协同 创新双碳技术

绿色高效的先进技术是实现双碳目标的前提和保障。近年来,冰山依托“国家企业技术中心”“辽宁省冷热技术创新中心”“辽宁省制冷空调专业技术创新中心”、冰山产学研创新联盟,集聚1500名专业技术人员,以产业链布局创新链,以创新链推动产业链,通过自主创新、协同创新,有针对性地确立超前技术研究课题,组织重难点工程科技攻关,以项目为依托,开展技术研究,聚力拓展石油化工、舰船、啤酒乳品、冰雪、建环、屠宰等细分市场,加快工业余热、余冷、余压等新常规能源等新事业的发展。

 

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图6:冰山自主研发的大型螺杆制冷压缩机组

为保证科技创新的强度和质量,冰山集团近三年研发投入占主营业务收入的比例始终保持在3.2%以上。并通过与大连理工大学,西安交通大学、合肥通用机械研究院等学校和科研机构加强合作,开展创新型、实用型新产品、新技术、新材料及新工艺的合作开发,对于重大科研项目和技术难度较大的项目,积极借鉴国内外先进的科技成果,引进或聘请外部专家,为冰山集团在技术创新战略规划、新产品研发方向的确立及重大技术问题等方面提供咨询,加快技术向产业的转移,不断增强创新能力。2022年,冰山集团通过产学研创新联盟就15项冷热关键技术进行联合开发,创新成果不断涌现,年新增专利超100项。重点开发的“NH3/CO2螺杆复叠机组”“NH3/CO2螺杆载冷机组”“ZLVLGB163系列天然气预冷机组”“ZYLGC26T20D系列螺杆压缩机组(CCUS)”“CJZSLGA系列船用单机双级螺杆制冷压缩机组”“ORC膨胀发电机组”“RBLGA16氨螺杆热泵机组”“风冷螺杆热泵机组”等多项节能减碳产品已大量推向市场并取得良好社会效益。

 

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图7:天然气预冷机组

 

 

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图8:自主研发的CO2增压液化机组

其中NH3/CO2螺杆复叠机组和NH3/CO2螺杆复叠机组,广泛应用于冷冻冷藏、食品加工、肉类屠宰、制冰等领域,在大幅降低制冷系统中NH3(氟)工质的充注量的同时,最大限度降低了NH3系统对人和食品带来的风险,保证了工作人员和食品的安全。自主开发的ZYLGC26T20D系列螺杆压缩机组,可以捕集发电和工业过程中使用化石燃料所产生的多达90%的CO2,成功完成国内单体最大食品级CO2项目——沧州某30万吨/年CCUS项目。基于风风换热技术开发的煤矿回风余热利用井筒防冻系统,已在宁夏等六个项目获得成功运行,全部实现设计目标,完成采暖季井筒防冻任务,最大供热负荷7200kW,年减少CO2排放31031吨。

 

三、示范双碳方案 创建零碳工厂

零碳示范工厂(园区)创建是企业实现“双碳”目标及绿色低碳发展的重要内容。自2017年冰山自贸区工业园搬迁改造以来,园区实现了从工业2.0向4.0的跨越,在为客户提供减碳、零碳、负碳技术的同时,冰山集团示范应用相关技术,努力率先打造零碳工厂,为客户节能减碳提供示范。

 

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图9:冰山自贸区工业园采用屋顶光伏发电

冰山零碳示范工厂创建以大连自贸区工业园为载体开展。园区占地约25万平方米,建筑面积约18万平方米,包含20多个单体建筑,其功能包含了机械加工和组装车间、铸造车间、电子元器件加工车间、冷热试验室、办公以及配套附属设施等。结合工厂生产和生活的基本需要以及企业低碳绿色发展愿景,工厂构建了一个小规模的“源网荷储用”一体化系统,通过“电、热、冷、汽、水、气”等多种能源和资源协同供应,保障工厂能源生产、供应和消费的平衡、稳定和低碳,以实现冰山零碳示范工厂的成功创建。

冰山零碳示范工厂的创建首先需要提升能源利用效率,实现用能体系的不断优化。在提升能源利用效率方面,采用EMS智慧能源管理系统,通过能源的可视化、可知化,实现了供需匹配自动控制最优化,能源消耗节约了7.3%;同时通过智能制造提升生产效率,减低单位能耗。采用柔性自动化生产线,自动化率从30%提升到70%,人力削减30%,产能提高10%;采用MES智能配送系统,实现生产物料网络化、信息化共享和自动化配送,出入库效率提高50%。

 

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图10:工厂通过智能制造降低能耗

冰山零碳示范工厂的创建关键是节能减排技术的综合应用。工厂采用冰山自主开发的CO2空气源热泵技术、地源热泵技术应用、水蒸气余热回收技术、波谷电冰蓄冷技术、制冷系统余热回收、螺杆空气源热泵+谷电蓄热+太阳能集热等核心技术,减少了碳排放,实现了节能降耗。采用的CO2空气源热泵技术,相比锅炉加热减少碳排放33%;应用的地源热泵技术,年减碳930吨;应用的水蒸气余热回收技术,年可减碳942.7吨;通过制冷系统余热回收,年减碳320吨。

 

 

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图11:冰山自贸区工业园智慧能源中心

冰山零碳示范工厂的创建,重点是再生能源利用推广。在再生能源利用推广方面,“园区屋顶光伏发电”项目已在冰山自贸区工业园推行,利用厂房闲置屋顶,采用自发自用、余电上网模式,率先启动了冰山自贸区工业园屋顶光伏分布式发电项目。项目装机功率为3.4兆瓦,年发电量约408万度,年减少CO2排放约4067吨。除了冰山自贸区工业园,目前还有冰山慧谷智慧园区已经利用光伏绿能,建设绿色工厂、零碳工厂。

冰山用实际行动,推广示范光伏绿电技术和节能减碳的冷热技术,通过光伏绿电的创造,实现能源消耗小于能源创造,争取率先打造可推广复制的零碳工厂。

实现双碳目标,是冰山集团作为冷热行业领军企业的责任和担当,也是难得的发展机遇。冰山将充分发挥冷热技术的核心优势,积极推进绿色低碳冷热技术的开发和推广利用;加快清洁制冷剂的高效利用,有序减量替代;积极推动煤电节能降碳改造、灵活性改造、供热改造;助力清洁能源电源的规划建设,推进钢铁、有色、石化、化工、建材等行业节能降碳。以自身的成功示范,助力客户节能减碳,为全社会实现双碳目标做出冰山的新贡献。

 

联系人:蒋一丹

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