我国明确提出2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的战略目标。在终端能源消费中,供热与制冷占比近半,是实现双碳目标的关键领域。

热泵技术通过逆向热力学循环提升低品位热能,在建筑供暖、工业供热等领域展现显著优势,已成为全球公认的高效节能技术。
01.热泵供热是提升供热电气化水平最现实的技术
作为电力驱动的高效供能方式,热泵系统全年热能转化效率超300%,较传统锅炉节能效果显著。在北方农村清洁取暖政策推动下,该技术快速普及,不仅替代散煤供暖降低污染,更在生活热水、工业干燥等领域持续拓展应用场景。其核心价值在于提升终端用能电气化水平,推动供热体系低碳转型。
在“碳达峰、碳中和”目标下,需要更快节奏、更大力度地推进建筑用能低碳化,提升电气化水平是推动建筑领域绿色低碳发展的关键路径。与化石燃料供热方案相比,热泵供热产生的二氧化碳排放量明显降低,更加节能环保。热泵的电热转化效率全年可达到300%以上,而锅炉的热效率不会超过100%。对分散采暖的家庭,比较适合采用热泵供热技术。而且,随着建筑节能标准的持续提升,未来超低能耗建筑和近零能耗建筑将大规模推广,从而大幅降低此类建筑的采暖负荷,不再需要传统的集中供热管网供热,仅用热泵供热技术进行少量补热即可满足冬季采暖需求。热泵技术在供热领域的大规模应用,可以显著提升供热电气化水平,加速供热系统清洁低碳发展。
在实现"双碳"战略的进程中,建筑领域能源结构低碳化转型亟需加速推进,提升电气化比率成为建筑减排的核心路径。相比传统化石能源供热,热泵技术展现出显著的环保优势:其全年热能转换效率突破300%,而传统锅炉热效上限仅为100%,单位供热量碳排放量降低60%以上。对于独立采暖用户,热泵系统成为理想选择。随着国家强制推行更高节能标准,超低能耗建筑的规模化应用将显著削减建筑热负荷需求,传统集中供暖管网将被逐步替代,转而采用热泵技术进行精准补热即可满足冬季供暖需求。热泵技术的大范围普及,将有效提升建筑供热电气化比率,驱动供热体系低碳化进程。
空气源热泵采暖的室内末端有多种方式,包括地暖、暖气片和风机盘管直接送热风采暖等。空气源热泵在居住建筑、公共建筑均可使用,既可分户使用又可集中使用。空气源热泵采暖能耗仅为直接电热采暖能耗的1/3。

空气源热泵以满足冬季供热工况性能要求为主,环境温度适应性、系统效率更好,还可以满足夏季制冷需求。目前可以实现在-35℃的环境温度下稳定工作,提供30℃~50℃的供暖热水,与地板辐射盘管或散热器组成采暖系统为住户供暖,提供稳定的室温,舒适性较好。
根据低温空气源热泵设备在农宅“煤改电”清洁取暖的实践案例数据,采用空气源热泵替代散煤炉采暖系统,仅为采用散煤土暖气能耗的1/2,为直接电热取暖能耗的1/3。
根据清华大学建筑节能研究中心对北京农宅不同采暖系统的示范和跟踪测试数据,低温空气源热泵的单位采暖面积CO2 排放量分别约为33.8kg/㎡,比散煤炉采暖系统的CO2 排放量148.8kg/㎡分别减少77%。
03.热泵未来前景广阔
随着双碳政策的全面推进,热泵技术应用在各领域前景广阔。在建筑行业,可应用于新建建筑、既有建筑改造以及被动式建筑的供暖制冷和热水供应;对于工业生产,大容量的高温工业热泵是解决工业能源脱碳的有效方案之一;对农业部门,在农业环境调控、农产品干燥中的应用可节能20~60%;另外,在电动汽车空调、地铁等轨道交通领域均有广阔的应用情景。
热泵是电力高效转为热量的最佳途径,契合终端用能电气化发展的需求,是破解零碳能源问题的重要技术。在未来,通过使用电力减少碳排量是解决能源危机的关键,而能广泛高效利用清洁能源的热泵拥有巨大的潜力。
参考资料:
1.上海国际暖通空调与舒适系统展览会COMFORTECO CHINA-热泵展|暖通空调展|舒适系统展
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