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热泵助力欧洲度过能源危机,是实现供暖系统零碳转型的重要手段

2022年,受俄乌冲突、疫情和极端天气影响,全球能源供需失衡,入冬前欧洲天然气价格飙升,欧洲地区冬季住宅供暖这一民生问题受到广泛关注。为应对这一危机,欧盟委员会推出了REPower EU计划,设立在5年内推广1000万台热泵的目标,希望通过热泵这一高效节能的电气化供暖设备摆脱对化石能源的依赖。根据国际能源署的预测,至2030年,热泵在欧洲建筑供暖领域的全面推广可累计减少至少210亿m3的天然气用量,极大减缓全球能源危机对供暖这一民生领域的负面影响。

热泵的成功推广切实优化了欧洲的供暖能源结构,在减缓天然气依赖、降低能源账单等方面发挥了重要的作用, 是欧洲安稳度过2022年冬能源危机的主要助力。 据欧洲智库Bruegel最新发布的报告,2022年10月和11月欧洲生活用天然气消费相比之前的平均水平下降了30%,远高于欧盟2022年8月设定的减少15%天然气需求的目标。居民取暖结构的变化,即大规模的采用热泵(而非天然气炉),对于天然气需求的降低起到了决定性的作用。统计数据3,4,5 显示,欧盟新装热泵的数量正在快速增长,德国2022年前三季度的热泵销量增长了53%,波兰更是实现了121%的热泵销量增长,整个2022年的欧盟热泵总销量将打破2021年创下的220万台的纪录。在2023年,这一纪录将有望进一步被打破,保守估计可以节约超过 20亿m3的天然气消费。

在中国,热泵在能源转型以及实现“双碳”目标的过程中均能发挥至关重要的作用。在中国北方,冬季供暖每年约产生5.29亿吨CO2排放,占建筑领域总CO2排放的1/4。热泵一方面可以直接替代农村的燃煤供暖,在减少CO2排放的同时改善空气质量;另一方面,大型热泵(水地源、吸收式热泵等)还可以替代化石能源特别是天然气的燃烧,成为集中供热的主力热源,进一步助力北方供暖脱碳。在中国南方,随着经济发展和人民生活水平的提升,居民供热愈发受到重视,热泵的采用能够在提升南方居民冬季室内舒适度的同时,减少供暖带来的化石能源消耗、降低CO2排放,极大地促进南方地区供暖系统零碳升级转型。

落基山研究所长期关注中国建筑供暖的零碳升级转型,近期发布的《推动长三角地区居民供暖升级:热泵开启供暖零碳转型之路》报告提出,长三角地区作为我国人口最密集、经济最发达、能源消费最高的地区之一,有条件也有必要率先推动以热泵为核心的居民供暖零碳转型

根据落基山研究所的分析,截至2030年,长三角地区将有超过2000万人实现供暖设备的从无到有,居民供暖的需求将较2020年水平增长约40%。为满足快速增长的居民供暖需求,相较于天然气壁挂炉等供暖设备,在长三角地区采用热泵供暖能够累计减少近6亿吨的CO2排放(截止到2060年)。在长三角地区的热泵供暖零碳转型模式可以直接为中国其他南方地区(例如长江中下游的湖南湖北、川渝地区等)提供示范,惠及约4.5亿人口。同时,中国也正成为世界最大的空气源热泵的出口国,2021年中国热泵出口额达到了48.6亿元,较2017年增长了近4倍,在全球加速推广热泵的浪潮下,中国的热泵产业还将继续保持飞速发展,在贡献于全球供暖零碳转型的同时,进一步助力中国国家经济的增长与就业机会的增加

尽管热泵已经被公认为是一种节能低碳的供热设备,且在世界范围内获得了快速的推广应用,但必须认识到的是,热泵在整个建筑供热领域仍占据较低比例,其大规模的推广仍需着力解决如下三大关键挑战

初始成本较高
尽管热泵能够大幅度降低能源使用费用,但其购置成本相比传统供暖设备(如锅炉、电暖器等)较高,是阻碍用户购买热泵的原因之一。

公众认知度低

热泵仍是一种新兴的供热设备,很多用户完全不了解该设备,或者只是听说过但是不了解其舒适度、环保性及运行费用低的优势。此外,用户获取热泵产品信息的渠道依赖于线下的经销商,缺少线上等便捷的了解和购买渠道,这一现状也影响了用户的决策。
匹配性不足

由于地区气候、用能需求、建筑结构等因素的不同,热泵在不同地区的适用性和经济性存在差异,如很多老旧建筑并未给热泵预留安装空间,导致热泵无法被安装。
在能源危机以及气候变化的多重背景下,使用热泵供暖被证明不仅能有效实现建筑的节能降碳,也将助力住宅供暖摆脱能源危机带来的危害,提升这一重大民生领域的能源安全和能源服务水平。为进一步推动热泵的应用和推广,政府、企业(热泵制造商、地产开发商等)、研究机构等社会各界需要共同努力,从政策法规、市场机制、科技创新等多角度、全方位助力热泵设备克服挑战,实现大规模部署
作者:李婷、郝一涵、王广煦
参考文件:
1.     国际能源署,The Future of Heat Pump报告https://iea.blob.core.windows.net/assets/2cf6c5c5-54d5-4a17-bfbe-8924123eebcd/TheFutureofHeatPumps.pdf2.     Bruegel, Preparing for the next winter: Europe’s gas outlook for 20233.     European Heat Pump Association, https://www.ehpa.org/market-data/4.     PORT PC, https://portpc.pl/spektakularny-wzrost-sprzedazy-pomp-ciepla-w-polsce-w-pierwszych-trzech-kwartalach-2022-r/

5.     Bundesverbund Wärmepumpe e.V., https://www.waermepumpe.de/presse/news/details/waermepumpenabsatz-2022-wachstum-von-53-prozent-gegen/