建筑行業(yè)的減排一直是德國能源轉(zhuǎn)型的盲點。以天然氣或石油為動力的供暖系統(tǒng)仍然是該國家庭的常態(tài)。據(jù)統(tǒng)計，德國80%以上的供暖需求都是通過化石燃料來滿足的。
2050年德國的房屋將如何取暖？德國希望到2050年將二氧化碳排放量在1990年的基礎(chǔ)上減少80％至95％。為了實現(xiàn)這一目標，德國將不能再使用石油和天然氣等能源。該目標意味著德國4000萬戶家庭中的絕大多數(shù)，必須在20年內(nèi)將供暖系統(tǒng)轉(zhuǎn)向氣候友好型供暖。
近兩年來，歐洲各國都在積極部署熱泵，他們將熱泵視為供熱系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的主要支柱。歐盟委員會在其去年5月公布的“REpowerEU”計劃中，明確要求將當(dāng)前的熱泵部署速度提高一倍，未來五年累計安裝達到1000萬臺。
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同樣看好熱泵的還有馬斯克。在3月舉行的特斯拉投資者日上，馬斯克揭曉了萬眾期待的宏圖計劃三，向世界描繪了完全可持續(xù)之路。除了大家較為熟悉的光伏、儲能、電動車和氫能，馬斯克重點介紹了熱泵這項不為大眾所熟知的技術(shù)。在馬斯克提到的5個步驟中，第三步“22%”，就是指讓家庭、企業(yè)、工業(yè)供熱（制冷），從空調(diào)暖氣等都轉(zhuǎn)向熱泵，這樣能有效地節(jié)省能源，減少22%化石燃料的使用。
“熱泵可以將房屋外部的能量傳遞到房屋內(nèi)部，這將為建筑物供暖減少3倍能耗。”馬斯克說。在馬斯克看來，熱泵的減碳潛力將超過電動車，將在未來地球的可持續(xù)性能源經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)重要地位。他表示盡管特斯拉暫時沒有熱泵相關(guān)產(chǎn)品，但未來或許會生產(chǎn)家用熱泵向市場銷售。
俄烏沖突發(fā)生以來，歐洲主要國家面臨越來越嚴重的俄氣“斷供”局面。與此同時歐洲國家也在加快能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，希望擺脫對俄羅斯的能源依賴。在此背景下，加快推廣熱泵取代天然氣供暖不僅是緩解冬季取暖的需要，更是中長期內(nèi)歐洲加快能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的重要一環(huán)。
為什么是熱泵？
熱泵是一種將低位熱源的熱能轉(zhuǎn)移到高位熱源的裝置，也是全世界倍受關(guān)注的新能源技術(shù)。它不同于人們所熟悉的可以提高位能的機械設(shè)備——“泵”；熱泵通常是先從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱能，經(jīng)過電力做功，然后再向人們提供可被利用的高品位熱能。以空氣源熱泵為例，相較于其他取暖方式，空氣源熱泵的一次能源耗能僅為電鍋爐的27%、燃煤鍋爐的49%、燃氣鍋爐的59%。
熱泵被認為是傳統(tǒng)供暖系統(tǒng)（如燃氣或燃油加熱）的一種氣候友好型替代方案，它的熱效率通常可達300%-400%以上，即消耗1度電可以搬運3-4倍以上的熱能。熱泵依靠電力運行，如果電力是由可再生能源產(chǎn)生的，那么供暖系統(tǒng)實際上是氣候中性的。
熱泵就像倒置的冰箱。它們從環(huán)境中吸收熱量來加熱房屋和水，并且僅使用燃氣鍋爐四分之一的能量。熱泵可以使用清潔電力，且供熱效率更高，因此德國政府希望將熱泵提升為第一大供熱系統(tǒng)，并計劃2024年起每年新裝50萬臺熱泵，到2030年市場保有量達到600萬臺。
使用化石燃料運行的鍋爐是歐盟高度依賴天然氣的主要原因，也是建筑物在脫碳方面偏離正軌的主要原因。根據(jù)歐洲熱泵協(xié)會公布的數(shù)據(jù)，歐洲熱泵市場在2022年打破了新紀錄，銷售了大約300萬臺，增長近38%。研究表明，如果歐盟到2030年再安裝6000萬臺熱泵的目標得以實現(xiàn)，那么2022年至2030年間建筑物的天然氣需求將下降40%。
盡管熱泵已被證明了高效，但它們的大規(guī)模部署卻滯后了。
推廣的下一步
截至去年底，德國已安裝了120萬臺熱泵，其中大部分安裝在新建建筑中。但德國1900萬座住宅建筑中有一半使用天然氣供暖，四分之一使用石油供暖。
據(jù)智庫Agora Energiewende稱，建筑行業(yè)約占德國溫室氣體排放量的15%。德國政府希望到2045年使建筑行業(yè)實現(xiàn)氣候中和。4月下旬，德國聯(lián)邦政府通過了有爭議的《建筑能源法》(GEG)修正案。根據(jù)政府的規(guī)劃，從2024年起，新安裝的供暖系統(tǒng)必須使用65%的可再生能源運行，從2045年起，絕對不能再使用化石燃料供暖。為此，必須大幅擴大可再生能源的配額并提高能源效率。
盡管熱泵能夠大幅度降低能源使用費用，但其購置成本相比傳統(tǒng)供暖設(shè)備（如鍋爐、電暖器等）較高，是阻礙用戶購買熱泵的原因之一。
熱泵的初始投資成本卻遠遠高于傳統(tǒng)供暖系統(tǒng)，安裝熱泵通常至少是傳統(tǒng)供暖系統(tǒng)的兩倍，通常要花費2萬多歐元。
因而為了大范圍推廣熱泵，根據(jù)新的GEG，所有使用可再生能源的供暖系統(tǒng)將獲得統(tǒng)一的基本補貼，德國聯(lián)邦經(jīng)濟和出口管制辦公室(BAFA)提供的補貼占投資成本的30%。所有可再生供暖系統(tǒng)均獲得資助：電熱泵、直接電加熱、混合供暖、基于太陽能熱能的供暖以及與供熱網(wǎng)絡(luò)的連接，補貼不支持油氣加熱系統(tǒng)。
但即使有補貼，單戶住宅的熱泵系統(tǒng)成本約為1.7萬歐元。而老房子往往也需要翻新，比如隔熱和新門窗。改造越復(fù)雜，轉(zhuǎn)向能源效率和可再生能源的成本就越高——可能超過10萬歐元，而一套燃氣供暖系統(tǒng)的成本價僅為1萬歐元。
不過效率更高，而且德國的供暖價格不斷上漲，長遠來看，熱泵的運營成本遠低于傳統(tǒng)系統(tǒng)。
在德國，許多電力供應(yīng)商為熱泵提供折扣，因為它們可以在需要時幫助穩(wěn)定電網(wǎng)，并且主要在夜間運行，此時電力需求較低，有助于電網(wǎng)平衡。
根據(jù)價格比較網(wǎng)站Verivox的分析，為熱泵降低電價的合同迅速增加，目前它們在德國的運營成本比燃氣供暖低三分之一。新的熱泵電力合同已降至平均26.78美分/千瓦時。一棟平均消耗2萬千瓦時天然氣的單戶住宅目前每年支付約2100歐元，而高效熱泵（年性能系數(shù)為4）的電力成本目前為1451歐元，使用效率較低的熱泵（性能系數(shù)2.7），供暖成本也與當(dāng)前價格大致相同。
安裝熱泵在技術(shù)上與安裝燃氣或燃油加熱系統(tǒng)截然不同。它們不僅需要更長的安裝時間，還需要持續(xù)培訓(xùn)才能跟上技術(shù)發(fā)展。熱泵的交貨時間也很長，而且由于需求量大，各種零件不再容易獲得。
“過去，裝配工會開車到批發(fā)商那里購買零件，然后將它們帶到現(xiàn)場并進行安裝。今天，我們必須訂購所有東西并將零件存放在現(xiàn)場，當(dāng)一切就緒，我才會打電話給客戶，讓他們預(yù)約安裝。”一位柏林的熱泵工程師說。他認為，德國政府計劃從2024年起每年安裝50萬臺熱泵是不現(xiàn)實的，因為德國缺乏專業(yè)公司和技術(shù)工人。
據(jù)德國衛(wèi)生、供暖和空調(diào)協(xié)會估計，目前德國缺少約6萬名熱泵相關(guān)的技術(shù)工人。德國聯(lián)邦電氣和信息技術(shù)行業(yè)協(xié)會（ZVEH）同樣認為，聯(lián)邦政府能夠?qū)崿F(xiàn)其目標，然而必須同時做出幾項改進，除了企業(yè)需要增加熟練勞動力、提高數(shù)字化水平之外，還應(yīng)由聯(lián)邦政府提供更多的激勵措施，特別是在應(yīng)對高電價和補貼下降方面。
