解读中国热泵发展路线图-建筑领域报告--中节能

2024-01-30 16 次浏览热泵发展
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碳通通 · 脱水解读

5 分钟理解报告 · 解读 2085 字 · 7 张图 · 13 个数据点

建筑领域消耗大量热量,热泵是电力转化为热量的最佳途径,也是建筑供热替代化石能源、实现碳中和的必然路径。但我国热泵市场渗透率仍然较低,政策、市场、供应链、标准、用户认知等方面存在诸多障碍。这份由中国节能协会热泵专业委员会编写、能源基金会支持的《中国热泵发展路线图——建筑领域》,锚定2030年前城乡建设领域碳排放达峰、2060年前全面绿色低碳转型的目标,分情景预测了热泵潜在规模,梳理了障碍并提出建议。对热泵从业者和建筑领域用能企业来说,这份路线图给出了怎样的发展节奏和重点方向,值得细读。

核心判断

  • 热泵是建筑领域供热替代化石能源、实现碳中和的必然路径,但当前市场渗透率仍然较低。
  • 路线图按碳中和情景与自然增长情景预测2030年、2060年热水与供暖市场潜在规模。
  • 2060年供暖领域热泵减碳量3.04亿吨CO2/年,占该领域减碳总量的46%。
  • 政策障碍、市场障碍、供应链障碍、标准障碍和用户障碍是当前面临的主要发展障碍。
  • 路线图分2024-2030、2031-2045、2046-2060三个阶段提出发展目标与重点任务。

脱水解读

编制背景与上位政策依据

这份路线图由中国节能协会热泵专业委员会统筹撰写,能源基金会提供资金支持。编制以《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》《2030年前碳达峰行动方案》《城乡建设领域碳达峰实施方案》等为上位政策。在路线图的前言中,编制方明确写道:

热泵技术作为绿色低碳的热能供应方案,是建筑领域供热替代化石能源、实现碳中和的必然路径。

这句话点明了热泵在建筑供热体系中的定位。

路线图立足我国能源资源禀赋,坚持先立后破,区分城市、乡村、不同气候区、不同用热需求,科学确定建筑领域热泵发展路线。编制方也指出,目前我国热泵的市场渗透率仍然较低,热泵技术在建筑领域应用发展仍存在政策、市场、供应链、标准、用户认知等诸多障碍,需要破解这些障碍来提振行业信心。

热泵分类与主要技术路线

路线图把热泵分为供暖热泵和热水热泵。供暖热泵按技术路线细分为家用热泵供暖机、热泵热风机、商用热泵机组和水源热泵机组。其中家用热泵供暖机是以空气源热泵制取热水用于分户供暖的机组,一般用于分户式供暖系统,包括家用热水机和家用两联供机组。它采用电动机驱动的蒸气压缩热泵循环,在严寒地区、寒冷地区等气候下均可保障用户的采暖需求。

两联供机组以空气为热源,额定制热量不大于50kW,采用电动机驱动的蒸气压缩热泵循环,在寒冷地区制取供暖用热水,主要通过地面辐射或散热器为房间提供热量。热泵热风机则强调低温环境制热,额定制热量不大于14kW,主要应用于夏热冬冷地区。商用热泵机组额定制热量大于35kW,一般以水作为供暖介质,可广泛用于新建和既有建筑。水源热泵机组以水源为热源,适用的水源温度范围为5℃至30℃。

市场现状:规模增长与渗透率变化

从市场规模看,2022年我国空气源热泵产业全年销售额达到281.1亿元,以13.5%的同比增长率交出一份稳健的答卷。分应用看,2022年空气源热泵供暖销售额为120.7亿元,热水销售额为67.5亿元,烘干为23.4亿元。空气源热泵热水以137.3万台的销量成为空气源热泵细分领域第一的位置,空气源热泵供暖占比57.0%,热水占比31.9%,烘干占比11.1%,供暖成为热泵产品发展的主要增长点。

渗透率方面,根据测算,2022年我国电动热泵市场渗透率为4.21%,比2021年提升0.34%。其中供暖领域,空气源热泵市场渗透率2020年为4.08%,2021年为4.50%,2022年为5.04%,工程供暖渗透率为3.73%,户式供暖渗透率为10.25%。热水领域渗透率相对更低,2020年为3.29%,2021年提升至3.53%,2022年为3.77%,均呈现一定增长趋势。行业从业人员方面,2022年热泵行业从零部件到主机、经销零售及安装售后约为11.8万人提供就业机会。

两种情景下的市场潜力预测

路线图设定两种发展情景:碳中和情景(CNS)和自然增长情景(NGS)。碳中和情景参照我国提出的2060年达到碳中和目标,出台相关政策,并参照《热泵助力碳中和白皮书(2022)》中热泵的减碳潜力,设定热泵在2060年的市场占比。自然增长情景则按照现有政策环境,根据2018年后热泵市场年销售额的复合年增长率预测。

在供暖市场,2022年热泵供暖年销量和市场销售额为242万台、192亿元。自然增长情景下,2030年和2060年销量和市场销售额为381万台、367亿元和1578万台、1436亿元。碳中和情景下热泵高速发展,2030年销量和市场销售额为810万台、797亿元,2060年为5070万台、4337亿元。在热水市场,2022年热泵热泵机组销量和市场销售额为137万台、68亿元。碳中和情景下2030年销量和市场销售额可达363万台、198亿元,2060年可达2934万台、1442亿元。

碳减排效益的量化分析

路线图给出了热泵供热、供暖、热水三个领域的碳减排量。在碳中和情景下,热泵供暖的减碳量从2022年的0.33亿吨CO2/年增长到2060年的2.63亿吨CO2/年,2060年热泵供暖碳减排量中,家用热泵供暖机、热泵热风机、商用热泵机组、水源热泵机组分别为0.94亿吨CO2/年、0.62亿吨CO2/年、0.99亿吨CO2/年、0.08亿吨CO2/年。热泵热水减碳量从2022年的0.08亿吨CO2/年增长到2060年的1.71亿吨CO2/年,其中家用热泵热水器和商用热泵热水机的减碳量和占比分别为0.98亿吨CO2/年(57.31%)和0.73亿吨CO2/年(42.69%)。

在供暖领域,热泵贡献尤为突出。碳中和情景下,到2060年民用建筑供暖碳排放量仅有2.29亿吨CO2/年,减碳量达到6.54亿吨CO2/年,可实现74%的碳减排,其中热泵减碳量3.04亿吨CO2/年,占比46%。在热水领域,2060年碳排放降至1.06亿吨CO2/年,热泵减碳量为1.05亿吨CO2/年,占比70%。路线图还指出,热泵供暖还能有效提高建筑电气化率和可再生能源利用率,以夏热冬冷地区某住宅为例,采用家用两联供系统后,建筑电气化率可由55.8%提高至69.4%。

五大障碍梳理与主要发现

路线图通过问卷调查和电话采访的形式,梳理了我国热泵产业在政策、市场、技术方面存在的发展障碍。障碍分为政策障碍、市场障碍、供应链障碍、标准障碍及用户障碍五类,其中政策障碍占比31.04%,是首要障碍。在政策障碍中,「中央财政支持力度不够」和「政策落地性不足」占比最大,分别为10.28%和9.76%。市场障碍与应用障碍占比分别为21.78%和20.98%。

标准障碍占比为15.72%,被认为是热泵发展的基础,是创新与推广的重要环节,需加速标准化进程。用户障碍占比10.48%,从业者认为用户对热泵的认知和接受度较低是主要障碍。供应链障碍中,「产业上下游障碍」占比9.71%,表明我国热泵生产以组装为主,产业配套能力偏弱。此外,有8.49%的从业者指出存在「市场同质化竞争大」的问题,需要出台创新性技术研发及产品设计的鼓励政策。

三阶段发展路线图设计

路线图将发展路径划分为三个阶段。2024-2030年为「筑基础育先机」阶段,政策上侧重限制化石能源在建筑供暖中的应用,制定热泵设备能效评价标准,经济上出台热泵应用的财政支持政策;技术上突破低温空气源热泵、研发热泵两联供及直驱热泵、研发与建筑热泵系统。2031-2045年为「优结构高质量发展」阶段,政策上推动能源转型,出台热泵参与电力调峰及碳交易机制,制定热泵CCER方法学,技术上推进高效热泵系统及一体化装备研发。

2046-2060年为「碳达峰后稳中有降」阶段,政策上加快热泵参与电力调峰及碳交易建设,全面推广热泵应用,技术上推进高温热泵、大型热泵机组、光伏热泵及一体化装备的研发。路线图还分别针对商用供暖、家用供暖、商用热水、家用热水给出了各自的子路线图,明确了每个阶段在政策建议、热泵认知、重点应用和技术方向上的具体安排。

图说解读

空气源热泵市场销售额增长轨迹

这张图展示了2018年至2022年我国空气源热泵产业的销售额变化。从2018年的170.6亿元起步,逐年攀升至2022年的281.1亿元。2021年出现了23.6%的较高增长率,这与当年经济复苏和能源政策推动密切相关。

2022年销售额达到281.1亿元,同比增长13.5%,增幅较2021年有所回落,但整体仍保持增长态势。销售额的稳步提升为后续碳减排奠定了市场基础。

2018年
2019年
2020年
2021年
2022年
空气源热泵销售额(亿元)
170.6
186
200.4
247.7
281.1
同比增长率(%)
9
9
7.7
23.6
13.5
2018-2022年空气源热泵产业销售额及同比增长率
碳通通

空气源热泵供暖与热水市场结构

2022年空气源热泵行业销售额中,供暖应用销售额120.7亿元占据最大份额,热水应用67.5亿元,烘干应用23.4亿元。供暖已成为热泵产品发展的主要增长点,占比达57.0%。

从销量看,空气源热泵热水以137.3万台的销量成为细分领域第一,但销售额低于供暖,反映出供暖产品单位价值更高。供暖、热水、烘干三大领域共同构成了空气源热泵的主要应用版图。

供暖应用
120.7亿元
热水应用
67.5亿元
烘干应用
23.4亿元
2022年空气源热泵行业细分应用结构(销售额)
碳通通

供暖与热水市场渗透率对比

供暖和热水两个领域的市场渗透率均呈现逐年提升态势。供暖渗透率从2020年的4.08%提升至2022年的5.04%,热水渗透率从3.29%提升至3.77%。但热水渗透率明显低于供暖,且增长较为缓慢。

对比来看,供暖领域的渗透率提升幅度更大,三年间提高了近1个百分点。空气源热泵在供暖领域的市场拓展速度快于热水领域,这与北方清洁取暖政策推动密切相关。

2020年
2021年
2022年
供暖市场渗透率(%)
4.08
4.5
5.04
热水市场渗透率(%)
3.29
3.53
3.77
2020-2022年热泵供暖与热水市场渗透率
碳通通

家用热泵供暖机市场份额预估

在碳中和情景下,2060年热泵供暖碳减排量细分产品中,商用热泵机组占比最高,达37.64%,减碳量0.99亿吨CO2/年;家用热泵供暖机占比35.74%,减碳量0.94亿吨CO2/年;热泵热风机占比23.57%,减碳量0.62亿吨CO2/年;水源热泵机组占比最小,仅3.04%。

商用热泵机组和家用热泵供暖机是减碳贡献最大的两类产品,二者合计减碳量占比超过七成。水源热泵机组受限于适用条件,减碳贡献相对有限。

家用热泵供暖机
35.74%
热泵热风机
23.57%
商用热泵机组
37.64%
水源热泵机组
3.04%
2060年碳中和情景下热泵供暖细分产品减碳量占比
碳通通

热泵行业五大发展障碍构成

行业问卷调查显示,政策障碍以31.04%的占比居首,是热泵发展的首要障碍。市场障碍和应用障碍分别占21.78%和20.98%,标准障碍占15.72%,用户障碍占10.48%。

在政策障碍的细分项中,「中央财政支持力度不够」和「政策落地性不足」占比最大,分别为10.28%和9.76%。政策障碍被从业者视为影响热泵发展的最突出因素,说明国家政策的出台与落实是推动热泵发展的主要驱动力。

政策障碍
31.04%
市场障碍
21.78%
应用障碍
20.98%
标准障碍
15.72%
用户障碍
10.48%
热泵行业发展障碍类型占比
碳通通

三阶段发展路线图

路线图将发展路径划分为三个阶段。第一阶段2024-2030年「筑基础育先机」,重点突破低温空气源热泵、研发热泵两联供及直驱热泵;政策上限制化石能源在建筑供暖中的应用,制定热泵设备能效评价标准。

第二阶段2031-2045年「优结构高质量发展」,推动能源转型,出台热泵参与电力调峰及碳交易机制,制定热泵CCER方法学。第三阶段2046-2060年「碳达峰后稳中有降」,全面推广热泵应用,推进高温热泵、大型热泵机组、光伏热泵等产品研发,实现热泵系统全面参与电力调峰。

2024-2030年
筑基础育先机,突破低温热泵技术,制定能效标准
2031-2045年
优结构高质量发展,推动能源转型和碳交易机制
2046-2060年
碳达峰后稳中有降,全面推广热泵应用
中国热泵建筑应用发展路线图三阶段
碳通通

碳中和情景下热水市场增长

碳中和情景下,热泵热水机组销量从2022年的137万台增长到2030年的363万台,到2060年达到2934万台。热泵热水机组市场销售额从68亿元增长到198亿元,再到1442亿元。

从数据看,2030年后热水市场进入快速增长期,销量和销售额均大幅攀升。家用热泵热水器逐渐快速超越商用热泵热水器,二者在减碳量变化趋势上有所不同,商用热泵热水器增长快但后段趋于平缓,而家用热泵热水器增长持续时间更长。

2022年
2030年
2060年
热泵热水机组销量(万台)
137
363
2934
碳中和情景下热泵热水机组销量预测
碳通通

数据解读

指标数值单位出处
空气源热泵销售额170.6亿元3.1.1 市场规模
空气源热泵销售额281.1亿元3.1.1 市场规模
空气源热泵内销额211.6亿元3.1.2 内销规模
空气源热泵出口额69.5亿元3.1.2 内销规模
空气源热泵供暖销售额120.7亿元3.1.3 应用结构
空气源热泵热水销售额67.5亿元3.1.3 应用结构
空气源热泵行业从业人员11.8万人3.5 从业人员
2018-2022年空气源热泵行业市场数据

这张表汇总了2018年和2022年空气源热泵行业的关键市场数据。2022年空气源热泵销售额达到281.1亿元,其中内销额211.6亿元,出口额69.5亿元。供暖应用以120.7亿元成为最大细分市场,热水应用67.5亿元。 空气源热泵行业从业人员约11.8万人,其中热泵主机生产2.8万人,热泵零部件生产2万人,二者合计占热泵就业人数的40.5%;热泵销售及售后相关提供7.1万人就业机会,占比59.5%。据测算,热泵产业有潜力在2030年为40万人提供就业机会。

指标数值单位出处
热泵供暖减碳量(2022年)0.33亿吨CO2/年4.5.2 热泵供暖减碳分析
热泵供暖减碳量(2060年)2.63亿吨CO2/年4.5.2 热泵供暖减碳分析
热泵热水减碳量(2022年)0.08亿吨CO2/年4.5.4 热泵热水减碳分析
热泵热水减碳量(2060年)1.71亿吨CO2/年4.5.4 热泵热水减碳分析
建筑供暖领域热泵减碳量(2060年)3.04亿吨CO2/年4.5.2 热泵供暖减碳分析
建筑热水领域热泵减碳量(2060年)1.05亿吨CO2/年4.5.4 热泵热水减碳分析
碳中和情景下热泵碳减排预测

碳中和情景下,热泵碳减排量持续增长。热泵供暖减碳量从2022年的0.33亿吨CO2/年增长到2060年的2.63亿吨CO2/年,热泵热水减碳量从0.08亿吨CO2/年增长到1.71亿吨CO2/年。 在建筑领域整体减碳格局中,2060年供暖领域热泵减碳量3.04亿吨CO2/年,占该领域减碳量的46%;热水领域热泵减碳量1.05亿吨CO2/年,占该领域减碳量的70%。热泵在建筑供热领域的碳减排贡献突出。

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