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1、 双碳目标下的热泵供暖路线研究 建科环能科技有限公司建科环能科技有限公司 20232023 年年 6 6 月月 !热泵技术的发展始终同能源与环境问题息息相关，作为可再生能源利用的有效途径，是联合国能源署认定的节能减碳关键技术，在我国获得了广泛的应用。2020 年 9 月，习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布，中国将采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和。双碳战略下推动我国的能源领域将发生革命性变化，热泵将如何在我国的建筑领域能源结构调整中发挥更大的作用尚存在一系列待解问题：1）多样性需求下，热泵供暖典型应用场景有待梳

2、理；2）碳中和目标下，热泵供暖在 2030 和 2060 将发挥怎样的减碳替代作用，未来发展应用情景尚不清晰，减碳贡献缺乏科学预测；3）为推动热泵供暖高速应用，我国的现有政策标准体系仍有待提升。为了针对性解决以上问题，开展双碳目标下中国热泵供暖路线研究，辨识热泵应用典型场景，开展热泵供暖的减碳潜力预测，对影响热泵供暖的技术、产业、政策方面因素进行分析，提出推动热泵供暖高速发展需要克服的障碍和问题，为使热泵供暖在中国发挥更大的减碳贡献提供支撑。1!#$%&1.1!#$%&()*我国国土面积广阔，跨多个气候带，由北到南季节温度差异显著，建筑供暖是北方地区人民冬季过冬的刚性需求。我国建筑集中供暖以秦

3、岭淮河为界，如图 1-1 所示，分为南北区域，集中供暖仍然集中在北方地区，南方地区分散供暖。我国的供暖产业发展分为四个时期：供热产业起步期（1949-1979 年），供热产业发展期（1980-1999 年），供热产业转型期（2000-2016 年），清洁供热新时代（2017 年至今），2021 年北方地区清洁供热面积为 158 亿平方米，清洁供暖变化曲线如图 1-2 所示。图 1-1 我国南北供暖线示意图 图 1-2 北方地区清洁供暖面积变化曲线 1.2$+,-./012 热泵是在高位能驱动下，通过热力学逆循环连续地将热量从低位热源转移到高温物体或者介质，并用于制取热量的装置。根据热泵利用的低

4、位热源不同划分的分类示意如图 1-3 所示。为了区分热泵与空调产品的差异，项目组基于我国的产品国标，对热泵空调产品分类进行梳理，如图 1-4 所示。可以看出热泵以供暖作为主要功能因此其适用温度范围更低，更加注意气温环境下制热运行。空调产品则主要以供冷工况为主，热泵型空调作为其可选机型，最低应用温度多为-7。产品技术标准中名称，往往根据产品应用场景和功能确定，在市场销售中明目过于繁琐，因此，热泵空调行业通常根据国家质检总局的制冷设备产品生产许可及强制性产品认证目录，对于空气源热泵产品以 35kW 为界，分为家用热泵和商用热泵两类，空调产品则以 24.36kW 为界，分为家用空调和商用空调，在后续

5、的热泵产业数据分析中均以此为据。图 1-3 热泵分类示意图 图 1-4 热泵产品双侧换热类别划分示意图 图 1-5 我国热泵市场变化曲线图 图 1-6 我国热泵内销部分变化曲线图 长江流域及以南地区供暖以分散式热源为主，为各类热泵技术提供了良好的应用条件，新增供热需求 95%以上也是由热泵型空调满足，此区域应用的空气源热泵仍以普通机型为主，近年来主要增长为低温型产品。我国热泵市场变化如图1-5 所示，我国的热泵市场规模已经接近 250 亿，出口市场的迅猛增长拉高了整体行业规模，国内销售部分变化曲线如图 1-6 所示，虽然三年疫情对热泵销售及应用造成了一定冲击，但整体市场仍然呈现逐年上升的态势。

6、1.3$+#345.67-8,9 我国严寒、寒冷地区是我国设置集中采暖的区域，夏热冬冷地区室外平均温度低于 5的天数低于 90 天，对应无集中采暖区域，这个地区是居民热舒适要求日益强烈的区域。夏热冬暖地区，对供暖系统的要求也无明确要求，由建筑使用性质及业主需求确定。温和地区全年温度最低月气温 0-13，仅部分地区需要考虑采用供暖装置和系统进行补充。热泵根据其低位热源的来源可以划分为不同的技术类型，包括：浅层地埋管地源热泵、中深层地埋管地源热泵、地下水源热泵、地表水源热泵、污水源热泵、中深层地热水热泵、空气源热泵等，根据技术形式不同具有其不同的技术特点及难点。对应不同气候区负荷需求特点，对应可采