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空气能热水器

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热泵广泛应用于新建房屋

返回列表 来源:本站 发布日期: 2021-10-15

与过去一样,热泵只满足少数住宅供热需求(2019年约5%),而基于化石燃料的传统电力技术占2019年全球能源销售额的四分之三。在许多国家,热泵在所有供热技术中的市场份额最高。例如,在美国,新建建筑的热泵销售份额超过40%,在新建多户住宅中近50%。

欧盟市场正在迅速扩张,2018年约有130万家庭购买热泵(2015年以来年均增长12%)。法国、意大利和西班牙占欧盟总销量的一半,而瑞典、爱沙尼亚、芬兰和挪威的普及率最高,每年每1000户销售25多台热泵。然而,为了提高现有建筑热泵设备的利用率,我们仍然需要在全球范围内取得进展。

热泵技术越来越流行。

空气源热泵

近年来,空气源热泵迅速普及,现在在全球建筑销售中占据主导地位。例如,在美国,年出货量从2015年的230万台扩大到2019年的310万台。

促进空气源热泵普及的因素有几个,主要包括:政策制定、建筑标准升级,使新建筑热泵更具竞争力,空调需求不断增加。

自2010年以来,热泵热水器(用于卫生热水生产)的销量增长了两倍多,主要来自中国的采购。2017年,中国北方煤改电计划要求使用。

空气源热泵取代燃煤锅炉并提供补贴,帮助热泵将销量增加到130万台(注:根据行业在线统计调查,2019年中国空气源热泵出货量为157.9亿元)。

尽管销量从2010年的576万台下降到2018年的48万台,日本是第二大市场。在欧洲,由于2018年销售了155000台热泵热水器,热泵销量较低,但正在急剧上升,高于2010年约3万台热泵热水器。全球地源热泵应用较少,年销售额约40万台。超过一半安装在美国。自2010年以来,美国的出货量和安装量翻了一番多。部分原因是30%的联邦税收抵免可用于2008-16和2018-21。

瑞典和德国是两大欧洲市场,热泵每年在每个国家销售2万至3万台。事实上,瑞典的人均安装率是世界上最高的。

热泵季节性能稳步提高。

对于大多数空间供暖应用来说,自2010年以来,热泵的典型季节性能系数(年平均能源性能指标,COP)稳步上升至近4。

热泵COP达到45或更高的系数是很常见的,尤其是在地中海和中国中南部相对温和的气候下。相反,在加拿大北部等极端寒冷气候下,当前可用技术的能源性能在冬季平均降低到3~3.5左右。近几十年来,从非逆变器到逆变器技术的转变提高了效率。今天,变频技术避免了非变频技术停止和启动造成的大部分能量损失,降低了压缩机的温升。法规、标准、标签和技术进步促进了全球改进。例如,在最低能效标准提高两次后,美国销售的热泵的平均季节性能系数在2006年和2015年分别增长了13%和8%。

除进一步改善蒸汽压缩循环(如通过下一代组件)外,如果要在2030年前将热泵季节性能系数提高到4.5~5.5,则需要系统解决方案(优化整个建筑的能源利用)和全球变暖潜力值非常低或为零的制冷剂。

与区域需求相比,2018年热泵就绪指数。

与燃气冷凝锅炉相比,热泵可满足90%的全球供暖需求,碳足迹较低。虽然电动热泵在全球建筑供暖中的份额仍不超过5%,但从长远来看,它们可以提供90%以上的全球建筑供暖,二氧化碳排放量较低。即使考虑到电力的上游碳强度,热泵的二氧化碳排放量也低于冷凝燃气锅炉技术(通常以92-95%的效率运行)。自2010年以来,依托热泵能源性能和清洁发电的不断提高,热泵的潜在覆盖率已达到50%!

自2015年以来,该政策加快了热泵的应用。

在中国,空气污染防治行动计划下的补贴有助于降低早期安装和设备成本。2017年2月,中国环保部在中国各省推出了空气源热泵补贴(如北京、天津、山西每户24000-29000元)。日本也有类似的节能计划。

其他计划专门针对地源热泵。在北京和美国,30%的初始投资成本由国家承担。为了帮助7亿米地源热泵的部署目标,中国在吉林、重庆、南京等其他领域提出了补贴(35元/米至70元/米)。

美国要求产品标明供暖的季节性能系数和热泵的最低能效标准。这种基于绩效的激励系统可以鼓励热泵和光伏在自用模式下的结合,从而间接提高未来的绩效。因此,热泵将直接消耗当地生产的绿色电力,降低公共电网的净电力消耗。

除强制性标准外,欧洲空间供暖性能标签与热泵(至少A+级)和化石燃料锅炉(最高A级)相同,直接比较其性能。

此外,在中国和欧盟,热泵使用的能源被归类为可再生热能,以获得退税等其他激励措施。加拿大正在考虑2030年强制要求所有供热技术的能源性能大于1的效率系数(相当于100%的设备效率),这将有效禁止所有传统燃煤、燃油和燃气锅炉。

减少更大市场的障碍,尤其是翻新市场。

到2030年,全球热泵供应的住宅热量份额必须增加两倍。因此,该政策需要解决选择障碍,包括高早期购买价格、运营成本和现有建筑存量。在许多市场上,热泵的安装成本相对于能源支出的潜在节约(例如,当从燃气锅炉切换到电热泵时)通常意味着热泵在10到12年内可能只会便宜一点,即使它们的能源性能更高。

自2015年以来,补贴已被证明有效抵消了热泵的早期成本,并启动了市场发展,加速了它们在新建筑中的应用。取消这种财政支持可能会极大地阻碍热泵的普及,尤其是地源热泵。装修和供暖设备更换也可以成为某一政策框架的一部分,因为仅在新建筑中加速部署不足以使2030年住宅销售额翻倍。部署涉及建筑外壳元件和设备升级的翻新包装也将降低热泵的安装成本,约占空气源热泵总投资成本的30%,占地源泵总投资成本的65-85%。

热泵部署还应预测满足SDS要求的电力系统改造。例如,连接到现场太阳能光伏板并参与需求响应市场的选项将使热泵更具吸引力。

重新考虑能源定价,以缩小电力和天然气价格之间的差距。

为了将全球热泵供应的住宅热量份额增加三倍,政策需要解决能源价格不利的问题。高电价和高早期成本仍然是大多数市场的主要障碍,部分原因是化石燃料补贴和电力税。全球电价(以每千瓦时美元为单位)是天然气价格的两倍左右,在某些市场可能高出三倍或更多。

缩小电力和天然气价格之间的差距将加速扩大的细分市场(如新建筑的空气源热泵),促进新建筑(如现有建筑)的部署。同样,大型热泵也可用于商业,但面临市场设计障碍。用于电热应用的电力征税将有助于它们的使用。

提高能源绩效标准和标签。

鉴于当前测试程序和定义的多样性,与热泵性能相关的统一定义将使全球基准测试不那么具有挑战性。目前的定义因地区而异,对天然气锅炉等传统加热技术的定义更为一致。然而,即使协调一致,热泵的性能定义也应继续反映各种热源、散热器、运行环境和气候条件。

能源性能定义也可以集成到最低性能要求中。例如,欧盟在其2009年的生态设计立法中引入了季节性综合性能系数(SCOP)。它以一次性能源的形式表达能效。自2017年以来,只允许销售最低能效115-125%以上的空气源热泵热水器和地源热泵。对于空气源热泵供暖设备,欧盟最低SCOP为3.8。


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