2020年我國宣布力爭2030年前實現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實現(xiàn)碳中和。在全球終端能源消費量中，供熱和制冷能源消費量約占50%，是非常重要的終端能源需求，也是實現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)需要關(guān)注的重點領(lǐng)域。

　　熱泵是通過消耗能源做功，把處在較低溫度下的熱量提升到較高的溫度水平下釋放出來，以滿足熱量的使用要求。熱泵技術(shù)可廣泛應(yīng)用于建筑供暖、生活熱水、工業(yè)供熱、作物烘干、溫室養(yǎng)殖等領(lǐng)域。它是21世紀(jì)全球最具價值的節(jié)能減碳技術(shù)之一。近年來，在我國清潔取暖政策的驅(qū)動下，熱泵供暖技術(shù)在我國北方農(nóng)村地區(qū)得到迅速發(fā)展。熱泵技術(shù)作為有效利用可再生能源的技術(shù)措施，將是我國供熱領(lǐng)域低碳轉(zhuǎn)型的必選技術(shù)。除了清潔取暖中熱泵發(fā)揮替代作用外，在生活熱水、工業(yè)干燥等領(lǐng)域也可進(jìn)一步擴大其應(yīng)用范圍，為實現(xiàn)我國“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)發(fā)揮重要作用。

 

　　01、熱泵供熱是提升供熱電氣化水平最現(xiàn)實的技術(shù)

　　全球熱泵市場正在持續(xù)增長，熱泵技術(shù)將是未來增長最快的供熱技術(shù)，也是各國支撐節(jié)能減碳的關(guān)鍵技術(shù)。目前，熱泵滿足著全球?qū)⒔?%的供熱需求。根據(jù)國際能源署預(yù)測，到2050年全球?qū)崿F(xiàn)“凈零”排放情景下，到2030年、2050年，熱泵占供暖需求的份額將分別達(dá)20%、55%，安裝的熱泵數(shù)量將分別達(dá)6億臺、18億臺。目前，我國熱泵產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模和應(yīng)用面積位居世界首位，尤其是空氣源熱泵市場應(yīng)用規(guī)模已超過全球的一半，已從跟隨者變成了引領(lǐng)者。

 

　　在“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)下，需要更快節(jié)奏、更大力度地推進(jìn)建筑用能低碳化，提升電氣化水平是推動建筑領(lǐng)域綠色低碳發(fā)展的關(guān)鍵路徑。與化石燃料供熱方案相比，熱泵供熱產(chǎn)生的二氧化碳排放量明顯降低，更加節(jié)能環(huán)保。熱泵的電熱轉(zhuǎn)化效率全年可達(dá)到300%以上，而鍋爐的熱效率不會超過100%。對分散采暖的家庭，比較適合采用熱泵供熱技術(shù)。而且，隨著建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的持續(xù)提升，未來超低能耗建筑和近零能耗建筑將大規(guī)模推廣，從而大幅降低此類建筑的采暖負(fù)荷，不再需要傳統(tǒng)的集中供熱管網(wǎng)供熱，僅用熱泵供熱技術(shù)進(jìn)行少量補熱即可滿足冬季采暖需求。熱泵技術(shù)在供熱領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用，可以顯著提升供熱電氣化水平，加速供熱系統(tǒng)清潔低碳發(fā)展。

 

　　02、以空氣源熱泵為例，看熱泵在建筑供熱中的應(yīng)用

　　空氣源熱泵采暖的室內(nèi)末端有多種方式，包括地暖、暖氣片和風(fēng)機盤管直接送熱風(fēng)采暖等。空氣源熱泵在居住建筑、公共建筑均可使用，既可分戶使用又可集中使用。空氣源熱泵采暖能耗僅為直接電熱采暖能耗的1/3。

　　空氣源熱泵以滿足冬季供熱工況性能要求為主，環(huán)境溫度適應(yīng)性、系統(tǒng)效率更好，還可以滿足夏季制冷需求。目前可以實現(xiàn)在-35℃的環(huán)境溫度下穩(wěn)定工作，提供30℃~50℃的供暖熱水，與地板輻射盤管或散熱器組成采暖系統(tǒng)為住戶供暖，提供穩(wěn)定的室溫，舒適性較好。

 

　　根據(jù)低溫空氣源熱泵設(shè)備在農(nóng)宅“煤改電”清潔取暖的實踐案例數(shù)據(jù)，采用空氣源熱泵替代散煤爐采暖系統(tǒng)，僅為采用散煤土暖氣能耗的1/2，為直接電熱取暖能耗的1/3。

 

　　根據(jù)清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心對北京農(nóng)宅不同采暖系統(tǒng)的示范和跟蹤測試數(shù)據(jù)，低溫空氣源熱泵的單位采暖面積CO2 排放量分別約為33.8kg/㎡，比散煤爐采暖系統(tǒng)的CO2 排放量148.8kg/㎡分別減少77%。

 

　　03、熱泵未來前景廣闊

　　隨著雙碳政策的全面推進(jìn)，熱泵技術(shù)應(yīng)用在各領(lǐng)域前景廣闊。在建筑行業(yè)，可應(yīng)用于新建建筑、既有建筑改造以及被動式建筑的供暖制冷和熱水供應(yīng)；對于工業(yè)生產(chǎn)，大容量的高溫工業(yè)熱泵是解決工業(yè)能源脫碳的有效方案之一；對農(nóng)業(yè)部門，在農(nóng)業(yè)環(huán)境調(diào)控、農(nóng)產(chǎn)品干燥中的應(yīng)用可節(jié)能20~60%；另外，在電動汽車空調(diào)、地鐵等軌道交通領(lǐng)域均有廣闊的應(yīng)用情景。

 

　　熱泵是電力高效轉(zhuǎn)為熱量的最佳途徑，契合終端用能電氣化發(fā)展的需求，是破解零碳能源問題的重要技術(shù)。在未來，通過使用電力減少碳排量是解決能源危機的關(guān)鍵，而能廣泛高效利用清潔能源的熱泵擁有巨大的潛力。