用热泵取代空调：供暖脱碳的秘密途径？
- 来源：千家网
- 2023/7/19 9:19:37
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热泵经常被吹捧为家庭供暖脱碳的有效方法。但在美国，一种推动其采用的新方法正在兴起。
在过去的几个月里，美国联邦能源效率监管机构以及州和城市的建筑规范监管机构已开始推行旨在鼓励人们用热泵取代现有中央空调系统的政策。
尽管去年热泵销量已经超过了燃气炉销量，但Rewiring America 的最新研究表明，到本世纪末，美国热泵销量需要比当前趋势增长三倍以上，才能在本世纪中叶完全取代化石燃料家庭供暖。
环境和电气化倡导者表示，以空调为重点的政策干预对于快速减少家庭供暖碳排放以实现气候目标至关重要。
由于热泵本质上是一种空调，可以为房屋供暖和制冷，而不仅仅是制冷，因此安装它们来代替现有的单向空调系统相对简单。而且，由于日益严峻的热浪正在推动以前不需要空调的地方对空调的需求，并使制冷不仅成为一种舒适，而且在炎热气候下成为公共卫生的必需品，是时候制定规则鼓励房主安装双向供暖了。因此，支持者称，现在应该用水泵代替空调。
“随着人们增加空调来应对酷热，空调销量确实出现了大幅增长，”非营利建筑脱碳联盟的高级技术主管特德·蒂芙尼 (Ted Tiffany) 说。“我们希望确保消费者、开发商、政府机构对热泵或双向空调进行投资，无论你怎么称呼它们，尤其是在出台激励措施的情况下。”
在美国，这些激励措施包括数十亿美元的住房和建筑效率和电气化税收抵免以及《通货膨胀减少法案》的补助金。各州和城市正在增加自己的激励措施，并制定政策鼓励从化石燃料转向电供暖。
但大多数人不会更换现有的供暖和制冷技术，直到其出现故障。蒂芙尼说，当他们升级时，这种选择会被锁定十年或更长时间。
自然资源保护委员会气候与清洁能源项目加州政策主任梅里安·博尔格森 (Merrian Borgeson) 表示，政府的激励措施也无法覆盖将美国整个建筑从化石燃料转换为电供暖的成本 。
支持者表示，建筑规范和能效标准在这里提供了有效的政策途径。推动政策鼓励人们在准备更换现有中央空调时选择热泵是另一种方法，“在不增加大规模补贴的情况下扩大人们家庭的电气化规模，”她说。
从交流电到热泵的转换对气候有利
蒂芙尼与人共同撰写了一份上个月发布的报告，该报告强调了使双向热泵成为家庭制冷支柱的标准的节省资金和碳排放的潜力。其重点关注加利福尼亚州，加州能源委员会正在考虑在2026 年实施的建筑规范的持续更新中提出这样的要求 。
据统计，美国加利福尼亚州有500万个住宅空调系统的使用年限为14 年或以上，因此这些将成为更换的主要目标。报告指出，如果每个加州人都选择双向热泵而不是纯空调系统，那么到2030 年，该州将有一半以上的家庭供暖实现完全电气化，而目前的步伐是到2030 年，该州将实现19 % 的家庭供暖。
蒂芙尼指出，加州能源委员会已经制定了大力鼓励家庭电气化的建筑规范，州空气监管机构也制定了规则，将在2030 年后禁止销售新的燃气炉和热水器。旧金山湾区设定了更严格的期限。
加州能源委员会目前正在制定将于2026 年生效的新建筑规范，“现在是关键时机，不仅要将其纳入法规，还要纳入消费者意识，因为我们将采取更大的激励措施”，这可能会降低转换成本，他说。
蒂芙尼指出，加州并不是唯一可以采用这种方法的市场。上个月的报告还分析了新泽西州，发现如果每个家庭中央空调系统都更换为热泵，到2030 年，该州的家庭电气化率可能会提高一倍以上，从25 % 增加到56 % 。
NRDC的 Borgeson 表示，中央热泵系统比中央空调系统更昂贵，总安装成本平均要高出700美元，设备本身的成本可能在4000美元到8000美元之间。房主的总费用为6000美元和12000美元。(根据区域市场差异、房屋面积和其他因素，成本可能会有很大差异。)
但是，在仍在开发的项目中，热泵安装可享受高达2000美元的联邦税收抵免，或者为收入合格的家庭提供高达8000美元的用于空间供暖的热泵回扣等激励措施。她说，高效电力家庭回扣计划可以帮助支付这些额外费用。
她指出，北美的一些司法管辖区已经采取了这一步骤。自2023 年初以来，加拿大温哥华市要求所有新空调系统均配备热泵。蒂芙尼指出，科罗拉多州阿斯彭镇也制定了类似的规定，但并不强迫房主更换已有的煤气炉。丹佛市将在2027 年之前强制将使用寿命结束的空间供暖和水供暖更换为全电力设备，这不仅是为了提供更高效、更低碳的供暖，也是为了改善室内空气质量。
美国环境保护署今年早些时候在这方面迈出了一大步，提议逐步取消独立中央空调和炉子的能源之星认证，并保留双向热泵的高效排名。
美国环保局 引用了国际非营利组织合作标签和电器标准计划 ( CLASP )的研究，该研究发现，如果每个美国房主在这十年内用热泵更换中央空调，与家庭供暖相关的排放量将会下降到2032 年，每年能源费用将减少约11 % ，而房主将总共节省270亿美元的能源费用。
美国天然气协会贸易组织谴责EPA的提议限制了消费者对更昂贵的热泵系统的选择。但环保组织赞扬此举为消费者、承包商和效率激励计划管理者提供了一个明确的指南，让他们可以选择适合的产品，以“提高效率，降低水电费，减少空气污染，改善健康，减少全球变暖污染，并提供更好的性能。”
让消费者和暖通空调行业参与其中
Nate Adams，HVAC2.0首席执行官，在2021 年共同撰写了一项研究，该研究为EPA在其改变能源之星排名的提案中引用的CLASP分析提供了信息。他绝对是用热泵取代中央空调系统的倡导者。
尽管如此， Adams警告说，美国环保局对能源之星的提议并不一定会推动美国房主和承包商开展业务的方式发生巨大变化。他指出，这是因为能源之星仅适用于效率最高、成本最高的产品，这些产品约占所有HVAC销售额的15 %。
“我认为这是政府家庭供暖政策风向的变化”他说。
Adams 表示，对于暖通空调制造商来说，用热泵取代中央空调系统也是一个相对简单的改变。他指出，虽然制造熔炉的公司可能会反对限制其未来市场的法规，但许多世界领先的暖通空调设备制造商都生产空调系统和热泵。他补充说，家用暖通空调设备的经销商可能会支持减少其必须销售的产品范围以满足市场需求的政策。
然而，尚不清楚暖通空调承包商有多渴望从中央空调转向双向热泵。对可以安装哪些设备添加新的要求“扰乱了销售流程，因为它将设备选择和定价带到了流程的开始，而不是结束，这很困难，”他说。
Adams说，在寒冷气候下正确选择合适的热泵来为房屋供暖和制冷也很棘手。在这些情况下，热负荷通常大于冷负荷。这意味着想要用热泵替换空调的房主可能必须选择一个尺寸过大的系统来满足其冷却需求以满足其供暖需求，这将增加成本，或者选择一个较小的、冷却负载优化的热泵并在冬季最冷的地区依靠替代供热源——这就是所谓的“混合供暖”方法。
大多数加州人的供暖和制冷负荷相对平衡，这使他们成为双向热泵的良好目标。但该州较冷地区的家庭可能希望将炉子留在原处，以便在气温下降时可以打开炉子。只要正确安装控制这些双系统的恒温器，使用这种方法燃烧的化石燃料仍然会少得多。
蒂芙尼指出，过去二十年热泵技术的进步使它们能够在零度以下的温度下为房屋保暖。但他表示，尽管如此，允许房主保留自己的炉子仍有助于化解消费者的抵制风险，消费者担心他们对如何在冬季保暖的选择受到有关他们可以安装何种设备在夏季保持凉爽的法规的限制。
亚当斯同意，客户的选择是政策成功的必要条件。“我们需要到2030 年实现100 % 的热泵安装，”他说。同时，“您必须对家庭供暖有两种选择，而不是一种。”
可以肯定的是，这种混合供暖方法最终将面临未来销售和安装新化石燃料供暖系统的禁令。但安装热泵取代空调系统的更广泛的政策支持应该会增强暖通空调行业的能力，使这些寒冷天气热泵大量进入客户的家庭、公寓和企业。
“我们真的想确保你在有什么东西坏掉的时候计划使用热泵——无论是你的空调还是你的炉子，”他说。
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