刚步入6月中旬，石家庄市的最高气温便冲上了39℃。

在石家庄市桥西区，一家酒店正在试营业。酒店占据这栋超30层建筑的第20层，一出电梯便能感受到凉意，但空调口的凉风并不刺骨。

这背后的功臣是热泵。在建筑顶部，8台热泵外机正向外吹出热风，即使太阳暴晒，延伸向室内的水管摸起来却冰凉。热泵通过电能控制制冷剂的气液转变和流动，使管路中的水温发生变化，进而实现热量的搬运，完成制冷或制热。

作为高效的热“搬运工”，热泵更主要的应用还在于取代化石能源供热。石家庄市赵县拥有目前全国规模最大的热泵集中供暖工程。该工程覆盖约400万平方米供暖区域，已帮助赵县居民度过六个冬天，实现了真正意义上城镇规模的热泵采暖。然而，这样的案例并不普遍。除了活跃于各地农村的“煤改电”项目，热泵大多在城郊地区、商用或工业建筑等零散区域打着“游击”。

今年3月，国家发展改革委等六部门印发《推动热泵行业高质量发展行动方案》 （以下简称《行动方案》），提出了2030年热泵产业的阶段性工作目标，包括大功率高温热泵等核心技术的突破，以及热泵建筑应用面积、装机容量的持续增长。在热泵从业者看来，这一纲领性文件的出现十分及时，但推动细则仍不明晰。热泵推广需破解哪些难题？又如何能在集中采暖的既定格局中突围？

高效的“热搬运工”

石家庄高新技术开发区的一个居民小区，在2015年用上了热泵供暖。在岳建富看来，那是石家庄乃至全国热泵产业正式起步的标志之一。他告诉《中国新闻周刊》，在此之前，热泵技术已成熟多年，其最早的应用场景，就是城郊地区那些集中供暖难以企及的地方。

岳建富是石家庄市城市管理综合行政执法局供热处原处长。他回忆，早在2014年，国家就提出了“加快推进能源生产和消费革命”的要求，能源转型开始提速。彼时，石家庄由于“火电围城”，是国内雾霾污染的重灾区，仿佛头顶“黑帽子”，急需摘掉。此外，大量城中村快速开发，“拆10平方米建100平方米”，开发商把楼盘盖起来之后，供暖问题也要解决。

于是，城市热力开始紧张。2010年石家庄集中供热面积6741万平方米，今年这一数字已达到2.3亿，翻了两倍以上。由于大气污染治理的要求，石家庄主城区的热电厂和燃煤锅炉陆续拆除，远郊电厂“余热进市”工程启动。2017年，国家开始实施“大气污染治理行动方案”，开展“清洁采暖”行动，在城市和农村急需高效经济采暖方案的时候，热泵便“开始冒头”。岳建富表示，对很多北方城市而言，城市快速扩张带来的热力需求剧增，以及国家“双碳”战略的实施，是热泵发展的难得契机。

传统的城市热源主要来自化石燃料直接燃烧，比如燃煤或燃气锅炉，以及热电联产，也就是在锅炉燃烧生产电力的同时，将一部分热量以热水为介质，经过循环、换热过程，把热量送入千家万户。相比于化石燃料，热泵“不直接产生热，只是热的高效搬运工”。能源基金会城市与区域发展执行主任王志高向《中国新闻周刊》解释，目前，建筑供热的热泵以电热泵为主，用电做功，从低温区域吸取热量，在高温区域释放更多热量，完成对用热区域的供给。

相比集中供暖，热泵部署灵活，可一家一户分散安装，也可以建立热泵机组形成的供热站，给一个片区的建筑供暖。石家庄市区的东方文化体育市场便属于后者，这栋五层楼的商场楼顶装配了20台高匹数（即高制冷能力）的热泵。该楼物业负责人告诉《中国新闻周刊》，这套热泵已运行了一年多，冬夏两季室温普遍能维持在20℃左右的舒适区间，表现良好。

相比传统锅炉取暖，热泵还避免了在地的碳排放和化石燃料带来的各种污染，未来电力系统实现零碳排放后，电热泵也将做到完全零碳供热。吕超是北京海淀郊区某村的村民，他记得，2015年，他家换了第一台空气源热泵，结束了多年的煤锅炉取暖生涯。“以前烧煤的时候，运来的煤块之间有粘连，一拆就是一两个小时。之后还有清运煤渣，一趟下来鼻孔里都是黑的。”吕超向《中国新闻周刊》回忆。

他今年48岁，家里有一栋两层小楼，每层近400平方米，平日里上层自住，下层10多个房间出租。“一开始‘煤改气’，燃气太贵很多村民不愿改。后来‘煤改电’，国家大力推行和补贴清洁采暖，从2015年开始，村里家家户户都用上了热泵，到现在覆盖率是100％。”吕超说。

国家自2001年起推行“煤改电”工程，覆盖北京等北方地区重点城市，目前，基本完成北方地区整体清洁取暖率80％的目标。2015年，北京推进非核心区也就是农村“煤改电”时，吕超回忆，热泵装机由国家补贴，完全免费，电价每户每年也有一万度电的补贴，补贴后，夜间电价一度电不到两毛钱。

谈到用热泵最大的感受，吕超直言“省电费”。他算了笔账，当年他的老房子不到70平方米，每年供暖季至少要烧三吨煤，按照十年前的煤价来算，一年取暖就要花至少4000元。装上热泵之后，一年全家电费支出都不到3000元。

热泵的“省”来自其优秀的能效比。中国节能协会副监事长兼热泵专业委员会秘书长赵恒谊告诉《中国新闻周刊》，其制热能效比（COP）通常在2.5—4.0，环境适宜时还能远高于4，意味着消耗1度电可搬运超过4度电的热量。

和吕超同村的几位村民也向《中国新闻周刊》表示，热泵用起来“能比烧煤更暖，并且方便恒温控制”。王志高指出，从实例来看，在北方地区，热泵能在冬季稳定维持室内的温度为18℃以上，在哈尔滨甚至漠河-30℃的环境都能够正常运转，只是COP会有所下降。

被迫“隐形”

目前，热泵按照取热对象分为空气源、土壤源、水源热泵等。王志高表示，从市场销量和安装量来看，国内空气源热泵占绝大多数。但同时，热泵总产热占北方采暖用热总量的7％左右，仍有很大的提升潜力。

为何在采暖端表现优异的热泵，却在市场上成了“小透明”？王志高认为，在未来能源大概率持续紧缺的前提下，节能是第一能源，而热泵本质上是节能产品，必将大有作为。但受能源价格、碳价格、采暖补贴等因素影响，在目前的供暖市场中，化石燃料替代方案的竞争力还较弱。如果热泵缺乏相关的扶持政策，燃煤、燃气等设备供暖可能在多数情况下仍具备价格优势。随着碳中和目标的进一步推进，碳排放的成本凸显，对热泵的刚需才会显现。

“过去，地方发展改革委、住建部门的政策规范中，电采暖的优先级都不高，因为按照传统认知，电相比于热是一种更高品质的能源，用电去做供热感觉是一种资源浪费。而且，供热每年就一季，虽然涉及民生，但热电联产、集中供暖的概念深入人心，基础设施高度锁定，地方决策层还是不愿投入更多改革精力。这样的环境里，热泵难以发挥优势。”岳建富说。

在供热领域工作的14年里，岳建富最大的感受就是集中供热存在一些固有弊端：投资大、热损高、用户不能自主调节。“供热管网由开发商自建，但开发商为了利益最大化，不考虑品质，只是象征性完成采暖设施的建造任务，质量堪忧。一些老旧小区的供热管网年久失修，‘跑冒滴漏’十分普遍。”岳建富说。

另一个问题是热力不均衡。许多北方居民都有这样的经验，冬季有的屋热得要开窗户，有的屋却冷得冻人。岳建富指出，由于集中供热的长距离输送管道直径都在1.6米左右，水流量动辄成千上万吨，想要在这一条件下进行温度的精细调控十分困难。即使能做到，也需要大量硬件支撑。目前，供热管网的建设还十分粗放，缺少反应灵敏的“神经联络线”。住房城乡建设部一直大力推行供热计量收费，但由于设施标准不统一、用户与热源单位利益不协调等原因，目前，供热计量收费在全国的覆盖率都不足5％。

再加上许多老旧建筑的气密性本身较差，建筑的热量耗散严重，于是，会出现同一楼栋位于楼道最两端的住户比中间户冷等热力不均的情况。在岳建富看来，热力不均是造成热力浪费的重要原因。

但现实中，建筑的保温性能对热泵运行的效果和能耗也有很大影响，且目前热泵的主要应用区域多在城市郊区或乡村，以老旧小区居多，房子的保温性能较差，上述缺陷被进一步放大。因此，为避免与集中供暖相似的运行问题，热泵供暖的具体形式需慎重考虑。

以赵县的大规模热泵供暖项目为例，数量众多的热泵简单密集布置，会导致冷岛和热岛效应，降低系统效率，并给周边热环境带来负面影响。岳建富指出，采暖时，热泵将环境中的热量搬运到室内，主机周边气温就会相应降低，在热泵机组规模增加之后，这一现象对周边环境的影响不容忽视。

王志高指出，在中国北方，想让热泵作为唯一热源完全替代集中供暖，从技术上来说还不现实，既不匹配国内现存的热网格局，也难满足高密度开发区的高强度用热需求。由于空气的热密度非常低，空气源热泵往往需要比较大的换热空间，设备个头通常也比较大。现有建筑规划中，如果没有考虑预留空间，热泵就很难落地。即使装了热泵，因为空间狭小，热泵的效率也会受到显著影响。除了冷热岛效应，噪声也是影响热泵空间布置的因素，这也是空调机组的通病。

因此，赵县的大型机组都考虑在建筑周围另辟空地，架空一层做机组，地面层用作停车场。但在寸土寸金的城市，这样的模式显然难以推广。“热泵替代化石能源锅炉供暖，除了热源替换之外，还需要考虑管网输配、散热末端等一系列改造。理想情况是一家一户一热泵，可独立调节、灵活应用，实现供暖保障、经济节能等多种目标。分布式热泵供热站、工业余热利用等多种技术路线也在推广中。”赵恒谊说。

多位受访热泵用户向《中国新闻周刊》表示，热泵的前期造价还是太高了。一位北京郊区村民说，家里房子100多平方米，装一套功率合适的热泵，总花费达两万多元。虽然2015年最开始那台热泵是国家免费装的，但用了六七年就到使用寿命了，换机补贴只有6000元。“如果没有电费补贴都舍不得全天开机。”

河北清华发展研究院热泵与低温供热工程中心工程师、河北四维节能科技有限公司技术总监王树国也向《中国新闻周刊》证实，两室一厅100多平方米的户型，如果采用热泵来实现供热和供冷，再加上热泵热水器4000多元，基础造价在两万元左右。而运行成本则依赖于电价，在电价合适的区域，热泵相较于集中采暖才有明显优势。

热泵技术也在迭代过程中。王树国指出，早期的热泵本身有一些技术缺陷，可能造成稳定性和使用寿命短的问题，随着诸多国家标准的建立，目前质量过关的热泵产品，其使用寿命在10—15年。

快速发展的前夜？

“全国范围内，供热是能源利用的一个小分支，还未纳入能源管理体系当中。供热是重要的民生工程，它目前既不完全是社会福利，也不完全是市场化的商品，处于一种定位不清晰的‘夹生’状态。变‘供热’为‘采暖’，才能解决供热能耗高、碳排放大、政府负担重的问题。”岳建富总结道。

热泵产业的发展还依赖于市场化激活。赵恒谊指出，热泵行业不能“靠补贴过日子”，目前市场上热泵产品的年销售额大约300亿元，而70％的热泵销售都依赖于消费者自发形成的购买市场。

近十年，市场上涌现了数百家热泵企业，质量也参差不齐。王志高发现，除了产品研发和生产外，热泵供热规划设计普遍仍是生产企业的延伸服务。他认为，未来热泵市场需要形成成熟的第三方市场，一端连接企业和产品，一端连接用户，形成专业服务团队，为用户提供供热整体解决方案。他举例说，在有些欧洲国家，热泵安装需要有专业资质的人来完成，安装的费用几乎相当于热泵的购置成本。

“目前还停留在企业自己找客户的阶段。”北京某热泵企业技术负责人告诉《中国新闻周刊》，以供热为例，热泵企业首先要和当地传统供热企业和政府供热部门建立联系，了解供热格局。目前，热泵企业还只能作为传统供热的补充“打游击”，找尚未部署供热的新建楼盘或者工业园区商谈。“在普通居民区大规模推广热泵还比较困难。别墅区通常更好推广，因为空间更大。”

热泵产业需要在城郊、农村等传统优势领域之外，开辟新的战场。深圳市龙华区某小区的一位热泵用户告诉《中国新闻周刊》，在深圳这种冬季最低温度10℃左右的地方，仍会有采暖需求，而且，这一温度下，热泵的能效非常高。王树国认为，随着大功率高温热泵、高效压缩机、新型制冷剂等领域出现核心突破，热泵的应用场景会进一步拓宽至冷链运输、食品加工等领域。

此外，广泛利用余热是碳中和目标下供热领域脱碳的终极解决路径之一。王志高指出，城市市政和工业产生的污水、废气中的废热，以及数据中心、智算中心这些单位产生的热，目前都大量耗散到环境中。如果能把这些零散的、低品质的热能采集再利用，其热潜力是非常巨大的。热泵将在这一领域发挥关键作用。

而在“卷”完热源、管网建设、服务之后，热泵产业也需要寻找和AI以及智能化的结合点。《行动方案》提到，在热泵产业升级方面，未来需重点推动热泵设计、生产、维护、技术等环节优化提升，应用虚拟仿真、人机工程等技术，提高生产效率和制造水平。

前述北京某热泵企业技术负责人称，市场上已有企业尝试用神经网络等AI算法实现换热站的精细控制，但市场意识还非常欠缺。在和一般的区县级供热企业对接时，对方根本就不了解AI，连基础设施都没有，比如做控制需要的基本传感器件等。“没有数据就做不到智能化。”

“未来，用户仅用一套热泵设备，就能解决全年的采暖、制冷和制热水的需求。如果储热技术能够突破，未来甚至可以跨季节储热，这样夏季制冷时搬运出的热能，可以储存到冬季用作供暖，这样暖气相当于白送。”王树国称，这样的情景下，供热企业将演变成能源综合服务商。

这种演变，在国际上已经开始。王志高表示，热泵在国际上被公认是碳中和的必选技术之一，欧美发达经济体的碳中和路线里都有热泵的位置。按照国际能源署的净零排放情景测算，到2050年，热泵将占据全球建筑采暖市场的52％以上，在中国也将达到30％。在欧洲，因俄乌战争后燃气价格的上升和应对气候变化目标的要求，部分国家大力推动热泵替代燃气采暖。今年3月，王志高参加了在欧洲举办的一个供热展，发现在德国买一台热泵的政府补贴可达售价的50％，甚至更高。

热泵发展的上层建筑还在构建中，与国家相关政策的协同性在逐步提高。去年，国家提出的“两新”（推动新一轮大规模设备更新和消费品以旧换新）政策里，一些地方把热泵纳入“两新”的补贴范围。为何热泵在“两新”中只是部分覆盖？王志高指出，各地的提法多样，在一些地方，热泵被称作空气采暖机、空气能热水机等，可能将补贴认定复杂化。在落地时，补贴范围窄、补贴资金到位慢等问题依然存在。

在王志高看来，过去，清洁采暖试点项目是热泵的主要发展动力之一。未来，超低能耗建筑、零碳建筑等试点和规模化发展项目中，有采暖和热水需求的，都可以优先考虑热泵，减少对大规模集中热源和热网的过度依赖。

岳建富正和多家组织机构对接，准备在石家庄市出台一项热泵供热的技术导则。他认为，光靠市场探索是不现实的，政策与规范仍是推动技术提升和市场化应用所欠缺的那“临门一脚”。

与此同时，热泵要充分发挥其竞争力，需要公平合理的市场环境。未来，不同供热形式的基础设施投资、能源价格、补贴制度等均有待重构，市场仍需在资源配置和技术选择上发挥主导作用。“我们也许正处在热泵快速发展的前夜。”王志高说道。