GEHP在超低排放改造行動深入開展的背景下，市場需求巨大。目前，受“雙碳”目標的影響，減污降碳帶來的節能減排需求更為明朗，不僅是二氧

GEHP在超低排放改造行動深入開展的背景下，市場需求巨大。

目前，受“雙碳”目標的影響，減污降碳帶來的節能減排需求更為明朗，不僅是二氧化碳排放受到關注，甲烷減排、氨氮、CO、硫化氫、VOCs等話題均被熱議。

可以說，GEHP是應“雙碳”目標、低氮改造需求以及“煤改氣”而生的，市場銷售波動會明顯受客觀因素影響，包括政策調整等，具有強現象級銷售特性。

比如，藍焰高科(天津)燃氣技術有限公司專門從事設計、開發、生產、銷售、服務一體的GEHP冷熱水機組，多年來通過以燃氣為能源的高效、低排放新技術產品研發，引領國內燃氣采暖、供熱水和燃氣空調產業技術與國際接軌，依靠與國內知名高校的技術研發合作，使得公司在燃氣機熱泵技術領域達到了國際領先水平。當然，這也發揮了GEHP在減碳行動中發揮了重要的作用。

GEHP技術的優勢在于能整合可再生或廢棄的熱源，從而減少了用電的需求以及降低污染氣體的排放量，同時有效和可控地利用燃氣或余熱供熱制冷。GEHP在建筑行業、工業生產、農業環境調控中都有巨大應用潛力，GEHP技術的應用更在節能減排中扮演重要角色。

一、建筑行業

2014年至今，我國民用建筑每年竣工面積基本穩定在40億m2以上，每年大量建筑的竣工使得我國建筑面積存量不斷高速增長（如圖1-1），2019年我國建筑面積總量約644億m2。如此巨大的建筑規模導致我國目前建筑運行每年CO2的排放在20億噸以上。據中國建筑節能協會預測，中國建筑行業的碳排放將繼續增加，達到峰值時間預計為2039年前后，比全國整體實現碳達峰的時間預計晚9年。從碳排放的來源看，2018年建筑運行階段碳排放占全國碳排放的21.9%，主要來自居民和工業的供熱/制冷。

GEHP技術擁有巨大的節能減排優勢，GEHP技術應用將為建筑行業帶來巨大減排量，是實現碳中和的有效方式。GEHP的應用可從“既有建筑改造”和“新建建筑熱泵應用”兩方面入手。

（1）既有建筑改造

規模龐大的存量建筑的低碳改造難度較大，GEHP可以在建筑物的深度改造中代替鍋爐和常規冷水機組為建筑進行供暖和制冷，GEHP主要是以天然氣作為燃料，天然氣作為清潔能源,燃燒時產生的二氧化碳比其他化石燃料少,它可以減少近100%的二氧化硫和粉塵排放、60%的二氧化碳排放和50%的氮氧化物排放,有助于減少酸雨的形成,減緩地球的溫室效應,從根本上改善環境質量。與燃煤鍋爐相比，同等熱值的天然氣燃燒排放的二氧化碳比煤炭少41%~50%，尤其是將GEHP與其他可再生能源（驅動能源是風能、太陽能、水能等）相結合，將進一步減少既有建筑的能源需求，充分發揮可再生能源替代一次能源的潛力。當GEHP用于醫院、發廊、學校、集體宿舍等既需要空調又需要熱水供應的建筑時，經濟效益非常顯著。由于建筑部門的用熱溫度大多在100℃以下，以現有GEHP技術水平，可以直接采用生活中的常見低位熱源對這個溫區進行供熱。此外，GEHP替代燃煤鍋爐，可直接對接供暖和熱水供應系統，末端系統不需要額外改造。

此外，GEHP系統可不需要任何屋頂冷卻設備，將頂部空間留給光伏發電、太陽能制熱，進一步促進建筑的產能。為使GEHP應用效益最大化，用熱系統應進行必要改造：降低需用供熱溫度、減少中間傳熱環節（如輸出熱風）、實現小型、分散化用熱等。

隨著人們生活水平的提高，生活熱水的普及率迅速增長，2013-2019年中國城鎮居民家庭每百戶淋浴熱水器擁有臺數從80.3臺迅速增長至98.2臺，基本實現了城鎮家庭熱水器普及。近年來，隨著我國“煤改氣”政策的實施及“清潔供暖”政策的積極推行，GEHP（也稱“空氣能燃氣機熱泵”）在我國家用熱水器市場上逐漸興起。據相關產業數據，2020年全球GEHP市場規模達到了47億元，預計2027年將達到51億元，年復合增長率(CAGR)為0.0%，我國預計屆時GEHP增量將在12萬臺左右，且市場規模仍保持上漲趨勢。

GEHP用于建筑供暖制冷、除濕和熱水生產雖然具有較低的能源需求和較小的占地面積，但未來需要努力提升系統的集成水平，構建以GEHP為核心，融合供暖、空調、通風和熱水供應系統的集成解決方案。

（2）新建建筑應用

實現碳中和需要繼續推動超低能耗建筑發展，消除傳統高污染氣體排放供熱方式，以被動式技術為基礎，結合分布式清潔能源和先進GEHP技術，從而大幅度降低建筑能耗及污染氣體排放量，將GEHP與蓄熱設備結合還可通過蓄熱克服能源需求與供應之間的時間差，為電網削峰填谷。

我國幅員遼闊，南北氣候差異大，建筑的類型和特點不盡相同，在建筑低碳設計中也不能簡單堆砌清潔能源與GEHP技術，而應根據不同氣候環境特點、建筑負荷需求，因地制宜的采用包括GEHP在內的低碳技術。此外，還應當注意后期的監控、調試及運行策略控制，才能最大化地實現節能，降低建筑部門的二氧化碳及氮氧化物排放。

二、工業生產

我國50%~70%的工業能耗都以熱能形式消耗，并且45%為中低溫熱量（小于250℃），大多在80℃~170℃之間。用GEHP提供這部分熱量將顯著降低了費用以及錯開了冬夏用電高峰。由于許多工業過程是在高溫下進行，因此大容量的高溫工業GEHP是解決工業用電緊張問題的有效方案之一。GEHP在工業生產中的應用場景也非常豐富，下面列舉了GEHP在工業中具有較大發展潛力的典型應用：

（1）高溫工業熱泵

GEHP技術在工業應用中的可行性取決于生產需要的溫度水平。GEHP室內機配置有溫度調節控制器，可以根據室內溫度的需求進行調節，而室外機可以根據室內機的使用情況進行調節制冷或制熱的功率，從而達到最優運行，減少能源的損失，降低運行費用。目前，市場上也有大量的商業化產品。GEHP能夠提供高達150℃的熱媒介質，我國現已有實驗性解決方案和多款原型機，在碳達峰、碳中和以及煤改氣和清潔能源改造的大背景下，GEHP是未來熱泵技術研究的重要方向之一，技術突破將導致的性能和可靠性的大幅提升。GEHP的應用前景十分廣闊，市場前景不可限量。

（2）余熱回收

目前，我國工業能源利用率低于世界平均水平，工業產品的平均單位能耗比發達國家高出約30%，工業消耗的能源有50%以上轉變為廢氣和廢水形式的余熱，但僅有30%的廢熱得到回收再利用。大量的工業余熱為熱泵的使用提供了良好的條件，利用GEHP技術，結合具體工藝生產進行系統性的設計，不但可減少對環境的熱污染，又可把低溫余熱提高到可直接利用的溫度，提高能源的利用率，降低氮氧化物的排放。如在原油產業中，原油在聯合站的加熱分離和集輸都要消耗大量的熱能，目前熱能主要由燃油鍋爐和天然氣鍋爐提供。如果利用GEHP對石油開采過程中油水分離產生的30～50℃的余熱水進行熱回收，輸出70℃～90℃的高溫熱水，取代原油加熱爐對輸油管道進行加熱，可以降低原油的粘度，提高原油輸送效率，同時節省外供熱，從而獲得節能效果。原油集輸系統加熱工藝原理如圖1-2所示。另外，生產酸奶制品過程中，要對牛奶進行一級降溫，須將37℃冷卻水降至30～32℃循環使用，同時車間每天需要用80℃～85℃的熱水進行間歇式清洗，應用高溫熱泵+蓄熱水箱系統回收冷卻水中的熱量制取高溫熱水供清洗生產線使用，充分利用低谷電價，省掉了冷卻系統，同時節省外供熱的能源消耗，節能和經濟效果良好。酸奶廠的熱泵工藝原理如圖1-3所示。

利用GEHP還可以回收電廠冷卻水、工業廢水和城市污水排放中所含的熱量。工業廢水的出水溫度往往比較高，利用水源熱泵回收其中的熱量，可以用于冬季供暖或生產工藝，并逐漸應用于石油、化工、冶金、紡織、食品等各行業。據統計，直接利用加熱泵技術回收電廠余熱和工業余熱可承擔170億平米的供熱面積。利用城鎮污水資源，發展污水源熱泵具有顯著的減排效益。現階段，我國城市污水年排放量約750億噸，蘊涵的熱能按4℃溫差回收和利用50%的水量估算，可實現約4.5億m2建筑的清潔取暖。污水熱能回收所具有的節能環保特征完全契合清潔取暖需要，這種鮮明的需求導向使得工程推廣迅速，但面臨的普遍問題是污水換熱器阻塞引起的換熱器頻繁拆洗和傳熱性能低下。目前正在開發低成本、高性能和免清渣的物理分離方法，適應分散、閉式、低成本污水熱能回收系統的需求。

（3）工業干燥技術

工業干燥是一項高耗能操作，在各種工業部門總能耗中，干燥能耗大約為4%（化學工業）~35%（造紙工業）之間。在中國，干燥能耗在5280kJ/kgH2O，而美國的工業耗能中有12%用于干燥。因此，利用GEHP技術降低干燥能耗對于減緩能源緊張局面具有重要現實意義。

如圖1-4所示，GEHP干燥系統工作時，熱干空氣進入干燥室內吸收物料水分，變成熱濕空氣，制冷劑在蒸發器吸收干燥室排出熱濕空氣中的全熱，蒸發為氣體，經壓縮機壓縮后被輸送到冷凝器中放出冷凝熱，加熱蒸發器脫水后的干冷空氣，由冷凝器出來的干熱空氣再進入干燥室，對濕物料進行干燥。干燥空氣和制冷劑均實現閉式循環。GEHP干燥系統相對傳統干燥技術雖維護要求較高，但有著高效節能（例如GEHP低溫干燥木材時可節約能耗40%~70%，干燥污泥的節能率達20%~50%）、干燥過程參數易控制、干燥時間短（相較于傳統的干燥方式時間可縮短1/3）、低廢氣排放、環境友好等特點。

總體而言，工業生產過程上下游聯系緊密，碳中和目標必將改變現有生產流程，勢必也帶來整體產業鏈的變革，促進工業生產用熱的技術革命和GEHP在的應用。

三、農業環境調控

受經濟發展水平、氣候環境、技術、政策等多重因素的影響，不同國家和地區農業碳排放總量與結構占比存在較大差異。自20世紀90年代以來，全球的農業碳排放增加了14%。中國作為第一農業大國，雖本世紀初中國碳排總量陡峭爬升，農業碳排放占總排放的比例出現明顯下降，但農業碳排量始終高于歐盟和美國（見圖1-5）。目前，農業碳排放保持在7%~8%的水平，雖然從總體上看占比不高，但隨著碳中和目標的推進，農業部門必須在減排上發揮更大作用。

GEHP在當前農業環境調控領域主要應用于農業生長環境調控與農產品加工，開發應用潛力巨大。一方面工農業節能和環保要求越來越高，各個行業都在制定具體的能耗限額指標；另一方面，在農業生產中，農產品深加工的比例也在逐年提高，這為GEHP的應用創造了良好的條件。

（1）農業生長環境調控

農業生產需要提供與作物/畜禽生長相適應的環境條件，由于GEHP具有供熱、供冷和除濕的功能，且能耗遠低于傳統的熱風爐、暖風機等，是節能環保的應選替代技術，可應用于農業生長環境調控。在農業設施調溫方面，主要針對農業溫室大棚和農業畜禽豬舍，目前大多應用GEHP。目前已有大量實例證明在農業溫室環境中采用GEHP相比燃煤加熱可節約20~60%的能源消耗。

在我國農村，有豐富的環境熱源，GEHP技術具有高效、容易控制、節能環保的特點，在設施農業環境調節中，具有較好的應用前景。

（2）農產品加工

農副產品富含糖、蛋白質、維生素等營養物質，同時又富含水分，為便于運輸、貯藏及加工，常需要進行干燥等加工作業。與常規干燥方式相比，GEHP農產品干燥具有以下特點：

1）能源利用率高，運行費用低，低溫干燥可有效減少氧化和化學分解等現象，特別適應熱敏性農副產品的干燥，干燥產品質量高；

2）干燥條件可調，表1-1給出了部分農產品的干燥參數，可見GEHP適合多種農產品的干燥；

3）GEHP系統中蒸發器的除濕效率高，相比傳統的干燥方式時間可縮短1/3；

4）采用閉路循環的GEHP干燥系統時，干燥工藝不受外界環境氣候的影響，干燥過程穩定，也無環境污染問題。

表1-1 部分農產品干燥參數

目前在歐美及日本等發達國家GEHP已用于木材、食品、糧食、種子、果蔬、煙草等行業中，農產品的熱泵干燥工程實例已可見經濟效益，是GEHP農業工程應用的一個重點方向。

農業的全面脫碳需要創新農業生產技術與方式，提高農業生產效率。但由于傳統農業慣性強，新技術難以快速滲透，而目前熱泵設備的投資仍較高，農業新技術的普及需要政策的鼓勵和支持，吸引資本及優秀人才加入。

燃氣空氣源熱泵主要應用場景：

（一）空調領域

1、舒適空調：需要供冷供暖各類建 筑，如賓館、酒店、寫字樓，醫院、學校、住宅小區、商場超市、城市綜合體、物流園、工業園區廠房、車間。

2、凈化空調：醫院、凈化車間等需要恒溫恒濕凈化的場所。

3、工藝空調：工廠工藝降溫冷卻。

（二）供熱、衛生熱水領域

1、大面積集中供熱、游泳池、住宅小區、醫院，學校，寫字樓、賓館酒店、別墅、農村住宅、工廠車間。

2、生產工藝加熱及熱水，如管道輸送伴熱，原油加熱、酸洗電鍍槽加熱、各類需要熱水和清洗的車間、洗浴場所等。

（三）農業種植、養殖及烘干領域

1、花卉、蔬菜、水果種殖大棚加熱（降溫）恒溫恒濕。

2、各種菌類種植恒溫恒濕，二氧化碳含量控制。

3、雞、鴨、鵝、豬、牛等動物飼養場所恒溫通風。

4、海水養殖池水加熱恒溫。

5、各類農副產品、工業品、污泥等需要烘干的產品。

（四）冷凍冷藏冷鏈物流領域

1、化工醫藥：化工、醫藥生產工藝，用于精細化工反應冷卻及溫度控制。

2、低溫冷藏物流業：保鮮庫、化學品恒溫庫、大中小冷藏庫。

3、食品工業：水餃、面食、魚丸、料理食品等系統。

4、農業：生物環境溫控、谷物冷卻、恒溫恒濕庫、氣調保鮮庫、果品催熟庫。

5、宰殺加工業：雞、鴨、鵝、豬、牛等，肉類冷藏保鮮。

6、建筑業：游泳場、人工造雪、滑冰場等。