環球零碳 | 萬億產業、電荒氣荒拉動，空氣源熱泵迎來爆發期

發布時間：2023-06-13 16:28:17

撰文 | Penn；編輯 | 郭郭→這是《環球零碳》的第312篇原創俄烏沖突以來，歐洲傳統能源價格持續走高。8月22日，倫敦洲際交易所天然氣期

撰文 | Penn；編輯 | 郭郭

→這是《環球零碳》的第312篇原創

俄烏沖突以來，歐洲傳統能源價格持續走高。8月22日，倫敦洲際交易所天然氣期貨價格超過了3000美元/千立方米，創下今年3月8日以來的新高，歐洲能源危機仍在加劇。

在歐洲在面臨天然氣供應中斷背景下，公布了“REPowerEU”能源轉型方案，計劃在2030年前逐步擺脫對俄羅斯的化石能源依賴，但短期內較高的天然氣依賴度迫使歐洲需要盡快進行高效率的取暖設備替代。

供暖作為能耗重要領域，熱泵具有不依賴化石能源、能效高的特點，在能源價格高企背景下性價比和效率優勢凸顯，有望成為“缺氣”下的主流供暖方式。

根據EHPA（歐洲熱泵協會）的數據，2021年歐洲熱泵銷量增長34%至218萬臺，近5年復合增速高達17%，規模實現持續上漲。預計2022年受到俄烏戰爭的影響，在能源更為緊張的背景下，熱泵銷量將會維持高增速，首當其沖的便是空氣源熱泵。

空氣源熱泵一直是歐洲熱泵主要的品類，主要用于供暖和供熱水，占歐洲地區熱泵80%以上的份額。

除了歐洲，上周剛剛將史上最大氣候投資法案立法的美國，在《2022年通脹削減法案》中降低消費者能源成本部分，也專門提及用于節能改造的熱泵，并將通過稅收減免方式鼓勵本土制造和消費者使用熱泵。這也將刺激美國熱泵市場的爆發。

此外，中國由于煤改電等政策刺激，空氣源熱泵應用也快速提升。產業在線數據顯示，2020年我國空氣源熱泵內銷量201.8萬臺。2021年國內空氣源熱泵內銷額158.4億元，同比增長17.2%。

在能源安全和碳減排目標下，全球熱泵市場將迎來高速發展期，形成接近萬億的市場規模。

01 什么是空氣源熱泵？

熱泵(Heat Pump)是一種在高位能(一般為電能、熱能)的驅動下，將低位熱源(通常是空氣、水或土壤)的熱能轉移到高位熱源的節能裝置，從而為生產和生活供暖、供冷及提供熱水等服務。

熱泵的本質是熱量的輸送裝置，其熱效率通常可達300%-400%以上，即1度電至少搬運3-4度電，其熱效率比直接制熱的電熱水器、燃氣鍋爐采暖等高出幾倍，且幾乎無污染。根據中國節能協會數據，若向室內供應10kW熱量維持室溫20℃，采用燃煤供暖需要消耗14kW的化學能，電阻加熱器直接加熱空氣需要電能10kW，電動熱泵僅消耗2.86kW電能。因此，推廣熱泵是大力推動節能減排、助力全球“碳達峰、碳中和”的最重要路徑之一。

目前市面上常用的熱泵可以主要分為三類——空氣源熱泵、地源熱泵、水源熱泵。

地源熱泵又稱土壤源熱泵，是以地下常溫土壤或增溫巖土體為熱源(或熱匯)的熱泵裝置。其優點是運行高效、穩定，相比空氣、水，土壤溫度全年波動較小，同時有較好隔音和降噪措施，缺點為需打孔深入地下埋管，工程復雜，占地面積較大，成本較高。

水源熱泵是利用地球表面淺層水源吸收的太陽能和地熱能為熱源(或熱匯)的熱泵裝置。優點：適用于河流資源豐富的地區，運行穩定，不存在冬季除霜問題；缺點：受環境限制，取水構筑物復雜。

空氣源熱泵則是以室外空氣為熱源(或熱匯)的熱泵裝置，其按照“逆卡諾”循環原理工作。通過壓縮機系統運轉工作，吸收空氣中熱量制造熱水。具體過程是：壓縮機將冷媒壓縮，壓縮后溫度升高的冷媒，經過水箱中的冷凝器制造熱水，熱交換后的冷媒回到壓縮機進行下一循環，在這一過程中，空氣熱量通過蒸發器被吸收導入冷媒中，冷媒再導入水中，產生熱水。通過壓縮機空氣制熱的新一代熱水器，即空氣源熱泵熱水器。

空氣源熱泵具備能效比高、運行費用低、用途廣、安全舒適等優點：

1/ 能效比高

在標準工況下，空氣源熱泵消耗1份電能，能輸出4.6份熱量，即能效比能達到4.6。根據我國2012年出臺的空氣源熱泵熱水器標準，其能效比要求達到3.7以上，而我國一級能效空調能效比標準為在3.4以上。

2/ 運行費用低

根據芬尼科技的測算，以熱水器產品作為比較來看，我國3口之家每年使用空氣源熱泵年費用383元，而燃氣熱水器和電熱水器分別高達821元和1525元，空氣源熱泵每年的運行費用較低。

3/ 用途廣

空氣源熱泵可用于制冷、供暖、供熱水、烘干等多項功能，應用領域較多。

4/ 安全舒適

空調是將熱媒與室內進行熱交換，而空氣源熱泵是將冷媒與水進行熱交換之后，在將水輸入室內，杜絕冷媒泄露等風險，同時多采用地暖等形式，從地面放熱，而且水循環不存在氟循環干燥的問題。

不過值得注意的是，空氣源熱泵也存在以下缺點：1）室外換熱器冬季易結霜，需有除霜系統或防霜設施；2）空氣的熱容量比水小，在同樣的換熱量要求下，空氣源熱泵機組所需要空氣量比水大很多，因此風機較大，導致其運行存在一定噪音，需安裝在室外。

02 空氣能熱泵發展及產業鏈

空氣源熱泵的發展距今已有接近200 年的歷史，在我國發展也有接近五十年，技術迭代與應用已經非常成熟。相比較而言，我國水源、地源熱泵在進入21 世紀后才逐漸引起學術界和企業界的關注。

由于空氣源熱泵的技術特點和應用場景，約70%的空氣源熱泵企業都是來自傳統的能源、制造、家電相關行業，而30%左右是新建的專門研發制造空氣源熱泵的企業。空氣源熱泵產業鏈中，上游為包括壓縮機、閥件、換熱器、控制器、水泵及水箱等部件，其中占比最大的原材料為換熱器、壓縮機、電路板和鈑金，合計占據原材料成本的69%；中游為熱泵整機制造，下游則為具體的應用市場。

除家用場景以外，空氣源熱泵尚有較大的應用潛力未被挖掘。分場景看，建筑領域的供暖、熱水、烘干是熱泵當前最主要的應用場景；在工業領域，中高溫熱泵技術可用于回收工業余熱及其他低品位能源，替代部分化石鍋爐，滿足工業生產對蒸汽及熱水的需求；此外，在農業領域和車載領域空氣源熱泵也有較大的應用潛力。

03 空氣能熱泵市場潛力

全球碳中和目標下，未來十年熱泵市場有望迎來高速發展。過去十年間全球熱泵市場發展平穩但較為緩慢，根據IEA（國際能源署）數據，2020 年全球熱泵存量近1.8 億臺，2010 年至2020 年間CAGR 為6.4%，其中以中國、北美地區為主要市場。近年來，在全球氣候變暖的背景下，各主要發達國家均提出碳中和目標，熱泵作為節能減排最有效的方式之一，行業預計迎來長達十年的高速發展期。據IEA 預測，全球熱泵安裝量在2025年有望達到2.8 億臺，到2030 年預計達到近6 億臺，達到2020 年裝機量的3 倍以上。而空氣源熱泵作為熱泵消費的主力，也將迎來產業爆發期。

1/ 海外市場：方興未艾

全球范圍內來看，2021年中美歐日合計的熱泵產品銷量近1000萬臺，其中美國體量最大（泳池應用較多），歐洲增速最快。2021年美國空氣源熱泵出貨量為392萬臺，同比+15%；歐洲熱泵銷量為218萬臺，同比+34%；日本家用熱泵出貨量為59萬臺，同比+12%。

從產品類型上來看，根據EHPA（歐洲熱泵協會）的數據，空氣源熱泵一直是歐洲熱泵主要的品類，主要用于供暖和供熱水，2015年后占比均超過90%，2021年為94%。但是目前2021年歐洲熱泵銷量占壁掛爐等制熱設備銷量的24%，累計安裝1698萬臺，約占供暖市場的14%，滲透率依然較低。

EHPA預計，隨著歐洲各國先后制定和頒布清潔能源政策，熱泵正迅速成為新建筑的標準解決方案。歐盟計劃在5年內將熱泵的滲透率翻倍，預計累計安裝量1000萬臺；到2030年，按照“REPowerEU”規劃，居民和服務業熱泵存量達到4150萬臺。

據EHPA數據，要實現熱泵在存量建筑中超過30%的滲透率目標，在未來五年內（到2026年）歐盟需要安裝2000萬臺熱泵，到2030年需要安裝6000萬臺熱泵。若據此推算，到2030年歐洲熱泵銷量CAGR約為21%，近兩年“政策+疫情+地緣沖突”進一步加快了產品普及節奏，歐洲已成為當之無愧的熱泵熱區。

中國出口至歐洲的空氣源熱泵占總銷量比重高達48.7%，是歐洲的主要供應商，伴隨著歐洲市場高景氣延續，國內出口企業有望持續受益。

按AHRI的數據，美國熱泵年出貨規模近400萬臺，全球最大，雖然成長性不及歐洲，但過去9年的CAGR也接近10%，出貨量占美國整體供暖和制冷設備的16%，也是該領域近20年唯一占比呈現趨勢提升的子品類。隨著《2022年通脹削減法案》的立法通過，在稅收抵免和直接補貼等措施激勵下，必將會對美國的熱泵需求帶來新一輪的拉動。

2/ 國內市場：乘風而起

我國空氣源熱泵規模與政策刺激等密切相關。2016年起，以北京為首的北方地區多省份推出煤改清潔能源政策，并給予空氣源熱泵大力度補貼，隨著各級政府持續推進，“煤改電”項目于2017年達到高位，后續規模基本穩定。2021年國內空氣源熱泵內銷額158.4億元，同比增長17.2%。與此同時，受益于海外尤其是歐洲市場需求快速上升，特別是在當前歐洲能源危機背景下，2021年以來我國空氣源熱泵出口快速增長，根據產業在線的數據，2021年我國空氣源熱泵出口額為45億元，同比上漲100.7%；2022年上半年預計增長超60%。

2021年“碳達峰”相關行動方案出臺，2022年各地“十四五”能源規劃陸續落地。隨相關建筑減碳要求的加速實施，未來中國熱泵市場規模有望持續上升。于此同時，財政部預算報告顯示2022年大氣污染防治方面撥出300億元，比去年增加25億元，將進一步增加北方地區清潔取暖補助支持，也將推動國內空氣源熱泵產業的發展。在相關政策的支持下，國內市場在煤改電逐步趨弱的背景下，將迎來新的發展機遇。