社会供暖需要去碳化

 

热泵展指出，供暖占全球工业和建筑能源消耗的近20%，约占能源领域排放的四分之一。中国的建筑和工业领域约占全球热能消耗的三分之一，因此对全球趋势具有重大影响。在过去十年中，中国建筑的热消耗增长速度比其他任何国家都快，使中国成为当今建筑空间和水加热的第二大市场，仅次于美国。

 

目前，中国的供热严重依赖煤炭。在建筑和工业热力终端能源使用量中，约有一半为煤炭直接供热。如果将用于集中供暖以及为建筑和工业热力发电的煤炭计算在内，中国CO2排放量和煤炭使用量的40%来源于供热。虽然中国已采取政策改善空气质量、减少CO2排放，提高能效，但是该比例在过去十年中仅下降了5%。因此，社会供暖需要进一步去碳化。

 

▌什么是热泵？

 

热能由高温物体传向低温物体，热泵则是能将热能由低温物体转移至高温物体的装置，可以为用户提供采暖、制冷、热水、烘干等功能。热泵本身并不生产热，只是热的搬运工。

 

 

图 | 热泵的类型与运用（图源：IEA）

 

热泵展表示，热泵作为绿色低碳的热能供应方案，具备环保节能、能效比高、运行费用低等优势，可广泛应用于建筑、工业、农业及交通等领域，带来巨大的环境效益和社会效益。

 

▌热泵：中低温热力脱碳的有效解决方案

 

 

图 | 2019-2023年中国及世界其他地区的热泵销量（IEA）

 

尽管热泵销量在2023年有3%的下降，但是全球热泵销量在2020年的基础上增长了30%，热泵在全球的销售势头空前强劲。中国是当前全球最大的建筑用热泵市场，市场上的在售热泵是集中供暖管网以及建筑和工业热力脱碳的最高效选择之一。在中国中部和南方地区，热泵已成为新建和既有建筑采暖制冷的标配。

 

虽然热泵的能耗平均只有电热或化石燃料解决方案的五分之一到三分之一，但是与其他方案相比，购买热泵从长远来看物有所值。但是由于前期投入成本高，所以在工业和区域供热中不常见。

 

▌热泵的扩张潜力

 

目前，中国建筑中安装的分布式热泵占全球总装机的四分之一，其安装总量超过2.5亿千瓦，约占建筑热力需求的4%。考虑到中国碳中和目标的承诺目标情景（APS），2050年，热泵安装量将达到14亿千瓦，可满足热力需求的25%。若想实现APS目标，从现在到2050年期间，每年建筑中热泵安装量需要达到约1亿千瓦，相当于美国、中国和欧盟2022年热泵部署安装量的总和。

 

 

图 | 2022年各地区热泵产能（IEA）

 

▌热泵的应用前景（余热利用及电网脱碳）

 

中国北方集中供暖管网使用热泵有助于减少对煤炭的依赖，提高燃烧效率，同时利用余热和可再生能源。虽然已有大型热泵部署，但80%以上的热力生产仍主要依靠煤炭。热泵能提高系统效率，结合热储能还能平衡可再生能源的不稳定性。余热回收在水泥等行业已广泛应用，且有大量低温余热资源可用热泵利用。到2050年，余热潜力巨大，但小型工业企业需要证明余热回收的经济效益，并与其他用户有效协调。政府行动是开发余热回收潜力的关键。

 

到2050年，热泵将为中国建筑供热领域减排贡献约30%，建筑供热的二氧化碳排放量将大幅减少，同时显著降低PM2.5等空气污染物排放。轻工业热力排放也将大幅下降，热泵在其中扮演重要角色。电气化和可再生能源的增加将减少热泵的间接排放，使其排放量将比燃气锅炉低近60%。尽管热泵会增加电力需求，但其高峰负荷影响只有建筑内电器设备的高峰负荷影响的一半。

 

▌扩大热泵部署带动投资增长

 

热泵展了解到，中国在热泵技术创新和制造方面领先全球，2022年全球销售的热泵中约有35%产自中国。中国热泵行业的就业人数目前已超过30万；承诺目标情景下，该数字到2050年将翻一番。相应地，很可能需要对热泵安装人员等有关从业者进行职业培训和技能提升。

 

APS下，工业和建筑部门用于加速热泵部署的投资需求持续增加，主要体现在：

 

建筑领域：每年的投资额需要在目前的基础上，到2030年增加两倍，达到300亿美元（2000亿人民币），到2050年增加三倍，相当于2022年欧盟和美国风力发电投资额的总和。

 

轻工业领域：到2050年大规模热泵装机将增加到3000万千瓦，这将需要约200亿美元（1400亿人民币），相当于2022年中国轻工业在天然气热力方面的支出额。

 

（文章来源：可持续发展视界）