德国交通灯政府雄心勃勃的能源转型计划的核心策略之一是尽快使用几百万台热泵替代目前的锅炉采暖,为此联邦政府的能源转型补贴首要支持热泵技术。

联邦政府认为德国能源转型和气候保护成功的最大希望就是更换掉十万百万计的燃油或燃气锅炉,这些锅炉每天向地球大气层排放数百万吨的二氧化碳和其它温室气体,而且还要用来自俄罗斯的天然气。联邦政府希望改变这一局面,提出应该尽快提高建筑行业的能源效率,而业主们将为政府的宏伟计划增加数十亿欧元支出。

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如上图所示,德国目前的供暖系统能效很低。

而德国现阶段供暖系统主要采取燃气方式

热泵的关键部位就是换热器,之所以称之为泵,也就是可以搬运能量的意思,热泵的原理如反向空调,利用压缩做功,把空气或水从一个温度级别降低到另外一个温度级别,在这个工程中释放的热量就用来供暖,和普通的燃料燃烧供暖不同,热泵这种采暖方式具有超高的能源效率。

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举个例子,1千瓦时的煤、燃油或燃气,如果是直接燃烧或者转化为热能,最多也只能发出0.8千瓦时的有效热,那么它的热效率只有80%,采取这种直接转换的方式供暖的热效率永远都不可能大于1,同时还会排放出大量的温室气体。而采用热泵技术,消耗1千瓦时的电,却可以产生至少2.5千瓦时到4千瓦时甚至更多的热量,它的热效率是2.5以上,热泵实际上是在从环境中”偷取“热量,然后又还给环境,整个过程中却不会排放温室气体,所以是非常环保和节能。

不能只依靠热泵

交通灯政府的计划通常由德国供热工业联邦协会 (BDH) 批准。尽管 BDH 成员公司无疑应该从新的补贴中受益,但即使是BDH会长Markus Staudt 也持怀疑态度,并建议不仅要推广热泵,还要推广其他技术。

他说,“鉴于旧燃气加热器所在建筑物的不同能耗特性,在更换计划中应考虑到节省二氧化碳排放的一揽子技术解决方案。”那些需要更换热泵的旧建筑本身节能性质并不好,很多热量会从门窗,墙壁以及通风系统中浪费出去。因此,在更换热泵之前,很有必要对这些建筑进行节能改造翻新,这样就能减排更多二氧化碳。他还说,如果不对旧建筑进行节能改造,而仓促更换热泵,可能会消耗更多电力,要知道电力是最高级别的能源,发电需要消耗更多的初级能源和排放大量的温室气体。

“根据我的经验,现有建筑物中的热泵仅具有平均或较差的能源特性,其运行效率远低于实验室计算的效率,”太阳能承包商和能源自给自足建筑专家 Timo Leukefeld 说。

联邦政府的新拨款

为此联邦政府制定了新的补贴计划,不仅仅是更换热泵,还针对建筑物的节能改造,以及对混合采暖系统的支持,例如采用可替代燃气的系统,燃烧氢气或生物甲烷的新燃气冷凝锅炉,可以获得20%的成本补贴。

根据联邦政府的计划,从2024年开始,每个新安装的供暖系统都应使用65%的可再生能源。只有全面使用热泵技术才能完成这一指标,而热泵的全面投用也不是那么容易,还涉及到方方面面的环境因素,例如建筑物本身的节能指标,必须进行节能改造和翻新。而德国专家则希望提供更多的解决方案,而不是单一技术。国家必须提供更灵活的支持,例如制定建筑物节能翻新补贴计划,让能源转型能够循序渐进,可持续发展。