(报告出品方:华泰证券)
节能高效,欧洲热泵市场方兴未艾
高纬度、冬长夏短等地理特征使得欧洲对供暖设备需求较大。欧洲属于海洋性气候,北欧例如冰岛、挪威、瑞典以及东北欧例如白俄罗斯、波兰、俄罗斯这些地方冬季时间约为半年,南欧例如希腊以及意大利、西班牙、葡萄牙等地约为三个月,英国、法国、德国等约为四个多月。热泵是利用卡诺循环和逆卡诺循环原理转移冷量和热量的设备。它通过消耗少量的逆循环净功,得到较大的供热量,从而有效地利用把难以应用的低品位热能,达到节能目的。热泵一套系统可替代供暖、供冷、供生活热水,可以替代锅炉和空调两套装置。
一机多用,引领取暖科技新革命
作为节能环保的高效供暖装置,热泵的发展历经初具雏形、迅速发展、顺势重生三个阶段。
1)第一阶段(19世纪早期至20世纪早期):热泵系统初具雏型。年,法国科学家萨迪.卡诺(Sadikarnot)首次提出的“卡诺循环”理论成为热泵技术的起源。年,英国科学家开尔文(L.Kelvin)第一个提出了正式的热泵系统,称为“热量倍增器”。年,瑞士苏黎世成功安装一套以河水作为低位热源的热泵设备用于供暖,是世界上第一套热泵系统。
2)第二阶段(20世纪40年代至21世纪):热泵工业得到迅速发展,家用热泵和工业建筑用的热泵开始进入市场。20世纪40至50年代早期,热泵进入了早期发展阶段。20世纪70年代以来,热泵工业进入了黄金时期,世界各国对热泵的研究工作都十分重视,诸如国际能源机构和欧洲共同体,都制定了大型热泵发展计划,热泵新技术层出不穷,热泵的用途也在不断的开拓,广泛应用于空调和工业领域。
3)第三阶段(21世纪“能源危机”至今):热泵重新登上历史舞台,成为当前最有价值的新能源科技。能源危机使得燃油价格忽升,经过改进发展成熟的热泵以其高效回收低温环境热能,节能环保的特点,重新获得青睐。前国际热能署专门成立国际热泵中心,设立热泵推广工程(HeatPumpProgramme),向世界上各国推广协调热泵技术的应用和发展。年,俄乌冲突、REpowerEU的颁发再次推动热泵的发展。
目前市面上热泵主要分为空气源热泵、水源热泵和地源热泵。主要品牌有丹佛斯(Danfoss)、大金(Daikin)和威能(Vaillant)等。
空气源热泵:逐渐成为主流技术
空气源热泵就是利用少量的电能,把热空气从一个地方移动到另一个地方。冬季,系统中的制冷剂吸收室外冷空气中的热量,转移到室内;夏季,热泵吸收室内的热量,转移到室外。
空气源热泵最核心的竞争力主要在于技术,核心部件是热泵(Heatpump)、生活热水存储罐(DHWcylinder-DomesticHotWatercylinder)、供暖热水缓冲存储罐(Heatingwaterbuffercylinder)。
空气源热泵具有易安装、不占位、易维护等特点。不像燃气锅炉或生物质锅炉,空气源热泵安置在室外,不占用家里的任何空间。同时,它们只需要几天的安装时间以及很少的维护,寿命超过20年。
颠覆传统,控本增效使得热泵大受追捧
由于高可靠性和低运行成本,热泵在住宅和商业机构中的广泛接受将使需求激增。热泵使用电力运行时,虽然仍会有燃料费用支付,但效率更高,成本更低。
高效低费,热泵或将取代壁挂炉成主流选择
相比传统壁挂炉,热泵具有更高的供暖效率、更低的供暖费用和更长的寿命。以热泵地暖机和传统壁挂炉为例:前者采用热量倍增技术,压缩加热冷空气,利用空气中的热量加热水,再让热水流进屋中从而取暖;后者主要通过将燃气与空气预混后点火燃烧,利用换热系统加热生活热水,进而通过散热末端加热空气从而取暖。1)供暖效率:根据热立方实验室数据,热泵热效率高达%,要得到瓦的发热功率,只需要使用多瓦的能源。而壁挂炉采暖分为三等:一级能效热效率值99%~95%;二级能效热效率为89%~85%;三级能效热效率为86%~82%。2)供暖费用:根据热立方实验室对使用热泵地暖机用户的跟踪调查数据测算,以建筑面积㎡为例,假设冬季采暖时间天左右,冬季采暖供水温度为48℃,回水温度40℃,开启地暖之后,地表温度为28℃左右,室内温度将能达到21℃左右。若全天24小时运行地暖,则每个月采暖费用在元左右。壁挂炉以热效率最高的冷凝式为测试对象,以建筑面积㎡为例,壁挂炉一天需要燃烧17立方米左右的燃气;以2.5元/立方米来算,一个月需要元。3)使用寿命:热泵地暖机作为一个新型家庭采暖设备,设计寿命是在25年左右;而根据9年11月实施的《家用燃气燃烧器具安全管理规则》,燃气具从售出当日起,天然气热水器、采暖热水炉的判废年限为8年。
环保零排放,三大热泵各显神通
当用于驱动热泵的电力来自低碳源时,所有热量也是低碳的。而热泵系统在运行中无需燃烧,不会产生有毒气体,不会发生爆炸,大大降低了温室气体的排放来减轻温室效应,有利于创造绿色环保的环境。正是这种高效、清洁地输送热量的简单能力,使热泵成为净零排放途径中的关键技术。由于运作原理的不同,空气源热泵、水源热泵和地源热泵存在各自的优缺点。其中空气源热泵:具有环保、使用灵活、节能等优点,但在极端情况下可转化的热能有限。空气源热泵加热将水、电完全分离,无需燃煤或天然气,不会对环境造成污染;相比燃气、水地源等,它不受地质、燃气供应的限制,可全年四季使用;同时,空气源热泵高效环保,稳定的电力价格使它可为用户节省电费。然而,由于热泵利用的能量来源于空气,故在-10℃或更低的极低温环境中,它能转换的热能有限,工作效能大打折扣,影响机组整体运作。
政策扶持,欧洲热泵市场未来可期
根据欧洲热泵协会(EHPA)披露数据,年欧洲热泵销售额+34%,创历史新高。同时,根据欧洲热泵协会,年受疫情影响,热泵销售量同比仅+7%;年,热泵市场明显复苏,在欧洲以前所未有的速度增长,在21个国家售出万台热泵机组,同比增加近56万台。年欧盟安装的热泵总数达到万台,占供暖市场14%左右。
同时,欧洲热泵市场集中度较高。年欧洲五大热泵市场(热泵和热水机组)的销售量分别为法国(台,同比增长36%)、意大利(380台,同比增长64%)、德国(台,同比增长26%)、西班牙(台,同比增长16%)和瑞典(130台,同比增长19%)。其中87%的欧洲市场销量仅在十个国家(法国、意大利、德国、西班牙、瑞典、芬兰、挪威、波兰、丹麦和荷兰)销售。排名前三位的国家,法国、德国、意大利占了年销售额的一半。分产品而言,欧洲热泵市场销售产品以空气源热泵为主。根据EurObserverHeatpumpsbarometer,年欧洲热泵市场空气源热泵占比为86.0%。
政策是欧洲热泵发展的重要驱动力之一
为实现气候中和目标,欧洲各国政府制定了一系列政策手段,直接或间接推动热泵在供暖领域的广泛应用。以德国为例,它分别在0年、7年、年和年出台《市场激励计划》、《节能条例》、《建筑能源法》和《联邦建筑能效经费计划》,在提供财政支持的同时提高建筑和能效标准,大力推动热泵的安装普及。根据《热泵助力碳中和白皮书()》,预计到年,德国热泵市场的复合年增长率将超过8%。
欧洲各国也在逐步或者计划出台燃油和燃气锅炉的销售禁令,并发放补贴。根据国际能源署于年11月发布的《能效》:作为实施零碳建筑标准计划的一部分,英国计划逐步停止销售燃气锅炉;爱尔兰计划从年起禁止在新建筑中安装燃油锅炉,从年起禁止在新建筑中安装燃气锅炉;荷兰计划从年起每年安装10万台热泵,到年安装万台热泵,并计划发放补贴;挪威于年通过ENOVA计划向多个家庭发放补贴,并重点
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