热泵是建筑物气候中性的关键

热泵是建筑物气候中性的关键 。 来自德国的见解。 2023年7月，柏林 ErgebnisseaufeinenBlick 设定明确的目标为德国和欧洲热泵制造商创造了规划确定性，并使他们能够投资于新 2 的生产能力和商业模式。这也有助于确保欧洲供应链的战略转型技术。 需要采取其他政策措施来解决安装瓶颈。这包括加强和扩大培训计划，并向从安 4装人员到房主和能源公用事业的关键行为者传播相关信息。 突出显示结果 德国的目标是到2045年达到气候中立。这需要在所有部门做出巨大努力。为了使建筑行业完全脱碳，情景表明到2030年必须安装约600万个热泵。这需要一个平衡但 1雄心勃勃的政策组合。 热泵非常适合现有建筑物。即使在寒冷的冬天，它们也能满足所需的供暖需求，并 3且以比燃气锅炉更低的运营成本(2022年价格范围)做到这一点。混合热泵通常不是一个明智的选择。 现状：供热技术市场以油气锅炉为主 到2024年必须每年安装热泵。 德国空间加热技术的市场份额 Prognos，厄科研究所，伍珀塔尔研究所(2021)：德国Kliroutrales2045 有三个关键杠杆用于德国建筑行业的脱碳：大规模推出热泵 提高建筑改造的速度和深度气候友好型热网。 达到2030年建筑气候目标所需的热泵数量 “五大”气候中立情景*介于 3.2和650万。Agora情景预见了600万2030年热泵。 从2024年起，每年至少需要安装500,000台热泵。相 比之下，2022年，热泵的市场销量约为236,000台。 *)“大5”：AgoraKND2045，Ariadne，DenaKN100，BMWKLangfristszenarien，BDIKlimappfade2.04 过去几年的趋势正在朝着正确的方向发展。 德国新建和现有建筑热泵的市场销售 基于BWP和Destatis（2022）的AgoraEnergiewende（2022） 为能源安全做出贡献。 2020年德国天然气进口来源国 AgoraEnergiewende，基于Bundesnetzagentur的数据（Monitoringbericht2021） 由于大多数热泵都是由电力供电的，而电力越来越可再生并且是本地产生的，因此热泵也为更多的能源独立性做出了重要贡献。 2020年，德国进口的天然气约有2/3来自俄罗斯。这些进口已逐渐被其他来源取代，但高价格和供应安全仍然是一个问题。 用于加热建筑物的天然气消耗量约为360TWh，这使建筑物成为天然气的主要消费者之一，因此成为政策行动的关键领域。 气候目标，并制定必要的逐步淘汰法规。 2014年起在德国销售分散加热技术 AgoraEnergiewende（2023），基于BWP（2022，2023）和BDH（2022） 德国和欧洲的逐步淘汰法规 德国执政党承诺对化石燃料锅炉实施雄心勃勃的逐步淘汰法规，但在 2023年6月大幅削弱。 当社会民主党（SPD），绿色（DieGrünen）和自由党（FDP）在2021年同意组建联盟时，他们承诺实施一项法规，逐步淘汰化石燃料锅炉，从而为缓解气候变化做出重大贡献。 最初的建议：所有新的供暖系统必须基于至少65％的可再生能源，这实际上是对新的独立石油和燃气锅炉的禁令。修订提案：新建筑物（某些地区）中的新供暖系统必须基于至少65％的可再生能源。只有在市政供热计划到位（ 2026/2028年到期）后，这65％的规则才适用于现有建筑物。氢气和生物质存在明显的例外。不确定性仍然存在 。 修订后的65％规则意味着几乎肯定会错过建筑部门的气候目标。房主的投资决策面临巨大的成本风险，尤其是。关于未来的二氧化碳和氢气价格。此外，市场参与者（例如热泵制造商，行业，能源供应商和住房行业）缺乏为过渡进行投资所需的可靠框架条件。 逐步淘汰法规。 其他国家的淘汰法规概述 AgoraEnergiewende基于厄科研究所（2021）* 许多邻国已经计划或实施了限制使用化石燃料取暖的类似法规。 各国选择了不同的政策设计。 例如：禁止安装或使用基于化石燃料的锅炉，与资产相关的CO2限制或可再生能源的义务。 强制或促进逐步淘汰石油和燃气锅炉。 欧盟层面市场转型的动力 基于厄科研究所的AgoraEnergiewende(2021) TheRePowerEU计划2022年5月发布，为欧盟层面的供暖技术市场转型提供了重要动力 。 事实上，通过以下方式逐步淘汰单价化石锅炉生态设计供暖系统法规已经公布，预计从2029年开始适用。 欧盟明确支持国家法规的实施，例如在EPBD：成员国可能会在自己的法规中超越欧盟的最低标准。 通过迅速而雄心勃勃地实施逐步淘汰法规，各国可以采取先锋作用. 热泵在现有建筑物中也能有效运行 热泵非常适合现有的建筑物库存。 热泵不仅在新建筑中高效运行，但在现有的。 从技术角度来看，几乎没有任何理由反对在现有建筑物中使用热泵。 热泵市场提供了大量的产品 已经可以满足几乎所有可能的要求。 ©HenryCzauderna|AdobeStock 热泵技术状况的市场分析表明，从客户的角度来看，没有理由等待进一步的发展并推迟安装热泵。 旧建筑热泵系统的平均效率 450 410% 400 350 310% 300 250 200 150 100% 100% 100 50 0 AgoraEnergiewende，基于FraunhoferISE（2022）* [%] 地源热泵是最有效的。 Luft/WasserWärmepumpe Strom 鞋底/瓦瑟 Wärmepumpe Wärme 现场测试结果表明：热泵在现有建筑物中也实现了良好的效率值。 在大多数情况下，即使使用“普通”散热器，热泵也可以成功有效地工作。 即使在非常寒冷的冬天，它们也能够提供必要的热量。 年平均效率 最新的空气对水热泵 FraunhoferISE的监控项目是 3.1。对于盐水到水（地源热泵），则为 4.1。 通常热泵没有问题。 所有建筑物中有一半是合适的即使没有翻新措施，也可以使用热泵。另外20-30％的建筑物只需要很小的翻新措施即可实现热泵的有效运行。 在许多较旧的建筑物中，至少自最初建造以来已更换了窗户。因此，通常情况下，供暖系统已经可以在较低的系统温度下运行：普遍的散热器足够了为此。 有了今天的热泵技术，最高流量温度可达75°C是可能的。这使得它在技术上可以用热泵加热建筑物，但仍需要较高的系统温度。 如果到目前为止在建筑物中没有实施或仅实施了一些翻新措施，则通常有意义的是改善建筑物的隔热以降低总体能耗，从而降低支出。然而，热泵也可以安装在隔热措施之前。利用逆变器技术，热泵可以在很宽的性能范围内高效运行。经过翻新，热泵在最冷的日子里不再满负荷运行。 挑战：热泵的位置 地热探头必须与其他钻孔保持足够的距离。 对于空气源热泵，应避免过多的噪音排放。空气热泵的安装位置有各种选择(在建筑物的前面或后面，在平坦的屋顶上，蒸发器而不是山墙屋顶上的烟囱，...)。 示例解决方案1：7至10kW的中央空气对水热泵，直接安装在房屋前面，带有隔音罩；可选地与PV太阳能热系统结合使用。 示例解决方案2：系统有几个地热钻孔和连接的（冷）局部加热网格约10个梯田房屋，每个连接到网络与盐水热泵（6-8千瓦） 数量估算:大约。500万栋排屋，有非常不同的施工方法和密度。 在公寓楼中使用热泵是可能的，并且已经在德国和欧洲的各种项目中得到了证明。 公寓建筑的多样性及其特性使得可以应用关于热泵安装的不同技术解决方案。 在未来，重要的是要实现更多的标准化。 用于公寓楼的热泵解决方案的一般分类可以概述可能性。 公寓建筑的选项分类 整个建筑的集中热泵系统 中央组合-分散式组合 几套公寓的热泵 个别公寓的热泵 用于单个房间的热泵 建筑 房间 AgoraEnergiewende，基于FraunhoferISE（2022）* 解决方案1:中央空气热泵，约80-90kW，安装在平屋顶或相应的带地面探头的盐水热泵在庭院或废水热交换器。 可以假设，业主将坚持集中供暖。空气源热泵安装在屋顶上。生活热水使用超滤集中加热或使用瞬时热水器或生活热水热泵分散加热。 解决方案2：可在空置期间几天内安装分散式热泵。 示例：IEA技术合作计划 (https://headpumpingtechnologies.org) 数量估算:60万栋建筑。 在大约300万栋公寓楼中，最多有12个住宅单元，其中约60％配备 了中央供暖系统，20％配备了公寓供暖系统（通常是燃气锅炉）。据估计，MFH的三分之一位于市区内的开发项目中。 解决方案1:中央热源，例如屋顶上的3x50kW空气-水热泵，连接公寓通过冷热网和盐水热泵（约5-7千瓦）。 在公寓中,空间供暖和热水由盐水热泵(约5-7千瓦)产生。 解决方案2：每个公寓或楼层的独立空气-水热泵 外部空气可以通过将空气-水热泵作为整体放置在杂物间（每个楼层或公寓）中来使用。风扇的供气和排气通过通风格栅提供。 示例：IEA技术合作计划，附件50 (https://heatpumingtechnologies.org/annex50/) 数量估算:60万栋建筑。 在大约300万套多户住宅中，最多有12个住宅单元，约60 ％配备了中央住宅 供暖，20%与公寓供暖（通常是燃气锅炉）。 在转换为基于水或空气的加热分配系统之间有一个选择。使用基于水的系统，可以安装地板采暖；但是，转换很复杂。特别是对于单间公寓，可以使用空气对空气热泵逐个房间安装。 解决方案1:中央或逐个公寓转换为通风系统和空气热泵 解决方案2：作为中心源的水基热泵，与空气引导式公寓系统相结合 解决方案3:转换为水基管道系统，地板采暖和热泵 示例: •https://wwww.ehpa.org/fileadmin/user_upload/Renovation_Booklet_Vol_1_2020_online4.pdf •https://collectivehousing.daikin.eu/en-GB/high-rise 数量估算:大约100万栋建筑物都有夜间储电加热器，尽管这些系统主要安装在独立式和半独立式房屋中，但此处针对公寓楼的更复杂情况描述了程序。 消费者视角：成本和技术选择 一台热泵的投资成本(不包括补贴)目前比燃气锅炉高出两到三倍,这些高成本是由两个主要因素造成的:生产和安装成本。 安装费用由于商人短缺，已经大幅上升。 降低成本的潜力：主要是通过缩短安装时间。根据制造商的声明，可以将当前安装时间减半（2名安装人员约3天）。实现这一目标的方法：更高的组件集成和更多的预组装以及支持数字方法。 其他国家的例子（例如英国公司八达通的新型培训模式）表明：新的商业模式可以大幅降低成本 生产成本：热泵行业的代表认为，到2030年，实际的成本降低潜力将达到40％。 单位数量的大幅增加使新的生产过程以及规模经济通过不断增加的模块化，集成和自动化。 为更经济的选择。 FraunhoferISE(2022) 什么是混合热泵？ 所谓的混合热泵经常被讨论为在现有建筑物中使用的选项。 与“单价”系统（仅限热泵）和“单能量”系统（热泵加加热杆），“混合动力系统”是使用不同能源的系统。 混合动力系统可以由一个单元或几个部件组成。混合热泵通常由热泵和化石燃料锅炉组成。混合热泵的两个部件应该有一个共同的控制系统。 术语混合热泵有时也用于描述热泵和太阳能的组合系统（热和光伏）。 典型的混合热泵（热泵加燃气或燃油锅炉）通常有两种类型：热泵（作为主要的热发生器）和小型峰值锅炉的组合。 化石燃料锅炉（作为主要的热发生器）和小型热泵（附加解决方