2023年,在建筑领域,建筑物的建造与运行成为了二氧化碳排放的主要来源,其排放量占全球总排放的26%,同时,建筑领域的能耗也占终端能源消费的28%。在过去的几年,在节能减排方面,我们取得了一些进展,一是可再生能源应用规模和电气化程度的不断扩大,二是清洁供暖(特别是热泵)的渗透率不断提升,三是建筑领域的规范与法规的日益完善,最后是空调系统的能效也在不断提升,同时能效标准也越来越严格。但是,目前虽然我们取得了一些进展,但相对来说这些进展是比较缓慢和碎片化的,距离达到近零排放和气候目标仍有一段距离。
近年来,国际能源署已经将热泵技术视为提供清洁、安全、可持续热能的核心技术。在过去几年,国际能源署在热泵领域监测市场的发展、发布区域前景展望、了解供应链以及贸易情况等方面加大了部署力度。接下来的报告中将重点讨论以下三个方面:1、热泵部署;2、热泵供应链;3、热泵贸易。
一、热泵部署
接下来,我们看中国热泵市场的发展趋势,目前,就供暖容量而言,中国热泵安装的总量约为270GW,只覆盖了不到5%的供暖需求,占供暖设备销量不足10%。中国的热泵存量结构非常的多元化,各类热泵在全国各地均有部署,比如,北方地区以空气源热泵水机为主,地源热泵更多应用于城市区域。总体而言,热泵在住宅建筑中的应用更为广泛。但近期,热泵在商用和公用建筑中的应用也在上升。这主要受建筑规范和区域供暖政策的推动,这些政策是中国热泵推广的核心驱动力。为了实现中国双碳目标,我们需要将建筑热泵的存量翻一倍以上,到2050年需要接近1400GW,覆盖25%的供暖需求。如果按照地区划分,考虑到北方地区集中供热的覆盖,未来,热泵最大的增量需求应该集中在农村地区和华中、华南地区的城市地区。华北城市地区也有望出现增长,尤其是在新建建筑中。
全球的热泵专利数量是衡量热泵技术创新的一项指标,自2000年以来,中国在全球热泵专利数量中的占比增长了三倍多,到2019-2020年间,占比已超过20%,这使中国成为热泵创新的重要热点地区。更多的技术创新带来更多的收益,目前研究的重点主要集中在以下几个方面:智能与灵活性、降噪、更高的效率、更紧凑的设计等。近年来,中国在热泵技术专利注册国家中一直位居首位,反映出中国作为热泵主要制造国的重要地位。
接下来我们看热泵供应链,首先,清洁能源技术的制造仍是高度集中的趋势,中国在大多数清洁能源技术的制造中占据最大份额。对于热泵而言,供应链是相对多元化的,这是因为热泵是差异化的产品,各个地区的标准、消费者偏好等都是不同的,所以大多数的热泵供应都是以本地生产为主。
尽管如此,2023年全球销售的热泵中仍有40%是来自于中国,这个产量高于欧盟和美国产量的总合。而中国极少从其他国家进口热泵,近几年中国热泵市场一直保持自给自足,且2023年中国热泵在全球的出口的份额达到了50%。如果我们看一下热泵的上游产业链,在2023年,中国占全球压缩机产量的95%,占压缩机全球贸易额的50%。
在对热泵市场未来发展的预测中,各个厂商宣布的扩产计划是其中一项非常有用的指标,上图为中国、欧洲、美国、日本的一些产能扩张计划,虽然欧盟之外的扩张计划比较小,但这不代表他们不会扩张产能,因为很多厂商是不宣布产能扩张计划的。
另外一个可以帮助我们理解供应链发展趋势的方式就是看热泵生产成本,由于各地热泵行业的标准不同,所以很难进行比较,但是总体来看,中国热泵产品的制造成本比美国要低50%左右,比欧盟要低40%-60%。总而言之,热泵的生产成本因地区和产品类型而有较大差异,能够自制零部件和具有规模经济优势的制造商具备较强的竞争力。
三、热泵贸易
上图体现的是热泵在2023年的贸易数据,全球热泵的贸易量仅占装机量的1/4左右,主要原因是热泵市场以本地供应为主来满足大部分需求。中国是最大的热泵出口国,2023年出口量超过10GW,出口量占中国热泵产量的25%,占全球贸易量的一半,其中,75%出口到欧洲国家。未来,无论是在当前的政策框架下,还是基于气候承诺的未来展望中,热泵的贸易都会增长,但主要市场仍然以本地供应为主来满足其大部分需求。