熱泵如何助力實現碳中和目標，熱泵的發展前景究竟如何？我們來逐一梳理。

熱泵不生產熱，只是熱的搬運工
首先，我們先來科普下什么是熱泵，我們都知道水會往低處流，水泵的作用就是將水從低處送往高處。熱能同理，根據熱力學第二定律，熱量可以自發地從高溫物體傳遞到低溫物體。但不能反方向進行。而熱泵的出現，則把不可能變成了現實。

熱泵本身并不生產熱，是熱量的搬運工，基于逆卡諾循環原理，用少量電能驅動機組，通過熱泵系統中的工作介質進行變相循環，把低品位熱能吸收壓縮升溫后加以利用。狹義的熱泵指僅可以供熱方式工作的裝置，廣義的熱泵還包括冷暖空調等可以供熱和制冷兩種方式工作的裝置。熱泵用于供熱時性能一般用制熱系數（COP）來評價，COP是指從低溫物體傳到高溫物體的熱量與所需耗電量之比，通常熱泵制熱系數為3—4甚至更高，即消耗1單位電能可以獲得3—4倍熱能，因而，熱泵是一種實現能源高效利用的節能裝置。

熱泵按照熱源一般分為兩大類：自然源熱泵，余熱源熱泵。自然源熱泵又細分為水地源熱泵、空氣源熱泵等。余熱源熱泵細分為工業余熱，城市余熱熱泵兩類。具體細分如下圖。

我們再來簡單講下熱泵的運行原理，熱泵機組一般由壓縮機、冷凝器、蒸發器、節流器和其他輔助設備構成，吸收式熱泵用發生器和吸收器等組合實現壓縮機功能。熱泵的工作原理為“逆卡諾循環”：壓縮機排出的高溫高壓蒸汽進入冷凝器，制冷劑蒸汽向高溫熱源放熱后被冷凝成液態制冷劑（液化），液態工質經節流裝置降壓膨脹后進入蒸發器，汽液混合制冷劑在蒸發器中吸收低溫熱源（空氣、水、土壤、余熱等）的熱量蒸發形成蒸汽（汽化），制冷劑蒸汽重新被壓縮機吸入完成一個循環，周而復始制備熱能。這樣，將外界低溫熱源的熱量“泵”給溫度較高的用戶。

熱泵在生產生活中應用非常廣泛，如在建筑領域可用于建筑的采暖、制冷、制取生活熱水等；在工業領域可用作余熱的利用及制備工業蒸汽等；在農業領域也可用于大棚供暖、農產品烘干等多方面用途。

國外熱泵發展現狀
美國作為全球最大經濟體，不斷出臺支持熱泵相關政策，加速提升能源效率和電氣化水平。2023年11月，美國能源部（DOE）宣布提供高達1.69億美元的資助以加速全國15地的電熱泵及其關鍵部件制造。2024年2月，拜登政府宣布6300萬美元用于加速美國各地的電熱泵制造，這項激勵政策是作為投資美國議程的一部分，以加速國內住宅熱泵、熱泵熱水器以及其他熱泵系統和部件的生產增長。2023年，全美空氣源熱泵出貨量達361.7萬臺，美國氣候聯盟提出到2030年聯盟內的熱泵安裝量達到2000萬臺的目標。

歐洲將熱泵作為電氣化的重要戰略布局，2022年5月，歐盟委員會推出REPowerEU計劃，總額約3000億歐元，希望今后幾年多措并舉，減少對化石燃料的依賴，并借機加快向清潔能源轉型。明確提到要將熱泵的部署速度提高1倍，在5年內累計部署1000萬臺。2022年，歐洲21個國家的熱泵銷量達到300萬臺，同比增長37%，創下歷史新高。

英國同樣重視熱泵發展，2023年3月，英國碳預算交付計劃提出大規模部署熱泵，英國氣候變化委員會主張迅速增加熱泵的部署數量，要從2021年每年部署的5.5萬臺增加到2028年的60萬臺。2024年2月，英國公共部門脫碳計劃已進行到第四階段，政府確認向公共部門提供高達11.7億英鎊的資金安裝熱泵等低碳供暖系統。

我國熱泵發展現狀
據有關行業協會測算，2022年我國熱泵產量約360萬臺，主機銷售額約280億元，其中國內市場210億元，出口70億元，熱泵上下游產業鏈總產值達到約600億元。我國熱泵產量占全球50%左右，是世界上最大的熱泵生產國和出口國。

我國熱泵行業受益于國家氣候安全及能源安全戰略的長期性和確定性，有望長期享受政策紅利。國家大力支持熱泵發展，在可再生能源、建筑節能、新能源技術推廣應用等方面頒布了相應的政策文件。

2021年10月，國務院發布《2030年前碳達峰行動方案》提出推進終端用能領域以電代煤、以電代油，推廣新能源汽車、熱泵、電窯爐等新型用能方式。

2022年3月，住房城鄉建設部發布的《住房和城鄉建設部關于印發“十四五”建筑節能與綠色建筑發展規劃的通知》，提出加強可再生能源利用。推廣應用地熱能、空氣熱能、生物質能等解決建筑采暖、生活熱水、炊事等用能需求。實施建筑電氣化工程，夏熱冬冷地區積極采用熱泵等電采暖方式解決新增采暖需求。

2022年7月，住房和城鄉建設部、國家發展改革委出臺《城鄉建設領域碳達峰實施方案》，指出要推廣空氣源等各類電動熱泵技術，推廣熱泵熱水器、高效電爐灶等替代燃氣產品。

2024年3月，國家能源局發布《2024年能源工作指導意見》，促進北方地區清潔取暖持續向好發展，因地制宜推進超低排放熱電聯產集中供暖和地熱、太陽能、生物質能等可再生能源供暖，逐步發展電力、工業余熱、核能供暖等多種清潔供暖方式，推動具備條件的清潔供暖項目穩妥有序實施。

2024年5月，國務院頒布的《2024—2025年節能降碳行動方案》中，提到了推進存量建筑改造。落實大規模設備更新有關政策，結合城市更新行動、老舊小區改造等工作，推進熱泵機組、散熱器、冷水機組、外窗（幕墻）、外墻（屋頂）保溫、照明設備、電梯、老舊供熱管網等更新升級，加快建筑節能改造。

為什么熱泵會備受關注
國際市場對熱泵技術的重視程度與日俱增，我國也出臺了多項支持鼓勵熱泵技術推廣應用的政策文件。為什么大家如此關注熱泵？熱泵技術又將在未來全球的綠色低碳轉型中發揮怎樣的作用？
（1）熱泵是未來城市供熱脫碳的關鍵技術
我國化石能源消費中，有相當比例用于居民的供熱采暖，供熱碳排放也是我國全社會碳排放的重要構成。在北方農村分散式采暖、城市新建/改造區域的分布式采暖、非強制供暖地區分布式供暖、生活熱水供應等場景中，建筑的用熱需求均可以通過 “熱泵+可再生能源電力”實現零碳供應。同時，熱泵因其節能高效的特點，在供熱運行費用方面較其他技術手段亦有其優勢，并已獲得市場驗證。在全社會全領域節能降碳的時代背景下，熱泵技術的推廣應用將成為推進建筑乃至城市供熱脫碳的關鍵技術路徑。

（2）熱泵技術的工業應用值得期待
工業是我國最主要的能耗與碳排放部門，而工業用熱的脫碳是工業部門實現碳達峰碳中和的難點痛點問題。目前，眾多熱泵廠商均在探索熱泵技術在工業中的應用，如使用熱泵為工業生產提供蒸汽等，并已取得了良好的進展，在釀酒、造紙、冶金等行業已有示范性應用。雖然高品位高負荷的高強度工業用熱需求現尚無法通過熱泵技術解決，但隨著技術發展進步，未來熱泵技術亦必將在工業領域發揮更大作用，值得期待

（3）熱泵符合未來用能電氣化發展的關鍵方向
雙碳背景下，化石能源退坡，以綠色電力為代表的的可再生能源將成為我國現代能源體系和新型電力系統的主體能源，終端用能的電氣化轉型是必然趨勢。熱泵通過消耗電力實現供熱，它的普及推廣有助于提升終端用能電氣化水平與綠電消納能力。如與儲能蓄能等方式相結合可增強電網的靈活性，進一步支持電力系統脫碳。國際能源署（IEA）認為熱泵是碳中和目標下建筑電氣化最大機會。減碳潛力5億噸，相當于歐洲所有汽車改為新能源汽車的減碳潛力。

（4）熱泵有望成為我國新的綠色經濟增長點
如前文所述，我國熱泵產量占全球50%左右，是世界上最大的熱泵生產國和出口國，在全球熱泵產業鏈中占據關鍵地位。一方面，大力推廣熱泵應用可拉動促進國內清潔供熱改造、設備更新等綠色投資激發經濟活力。另一方面，大力發展熱泵產業可促進貿易出口，在全世界如此重視熱泵技術的當下，熱泵產業有望成為繼風電、光伏、新能源汽車后的下一個綠色經濟增長點增長極，助力我國的經濟發展，打造新質生產力。