知料 | 马斯克这次带火的「热泵」，为何没烧热市场
文 | 吕雅宁
编辑 | 苏建勋
马斯克这次没有带火特斯拉，却带火了一项技术——热泵（Heat Pump）。
3月2日，在特斯拉首次投资者日活动上，马斯克公布了特斯拉“宏图计划”的第三篇章，提出了让地球通往完全可持续之路的五个部分。其中，第三步便是：大范围在家庭、企业、工业中推广热泵。比如，用热泵给房屋供暖，可以减少22%的化石燃料使用。
马斯克热捧的热泵技术，此前已经安装在特斯拉的Model Y SUV和其他车型的更新版本中。马斯克曾经表示：特别是在冬天，热泵是提升Model Y 续航里程，减少电池损耗的关键。
可以预见的是，类似特斯拉的家用储能产品Powerwall，未来特斯拉将很有可能推出家用热泵产品。
特斯拉宏图计划第三步：大规模使用热泵。图片来源：特斯拉
和水泵不会生产水一样，热泵并不生产热量，而是作为热量的“搬运工”。热泵是在电力的驱动下，将热量移动到更被需要的地方去，以提升能量利用效率，降低能耗水平。尤其对于建筑供暖**来说，热泵是重要的节能解决方案之一。
3月2日，在马斯克的言论影响之下，A股热泵概念板块开盘领涨，一时间让这项技术受到更多关注。
其实，热泵并不算是一项新兴的技术，它的历史可以追溯到两个世纪以前。
但是，由于过去传统化石能源总量充足，这项成本昂贵的技术并未受到青睐。直到2021年，全球也只有约10%的空间供暖需求是依靠热泵满足的。
时至今日，非可再生能源储量告急，能源结构转型任务紧迫，热泵的需求也比以往更大。特别是在贡献了全球碳排放约40%的建筑行业，热泵这项清洁能源技术逐渐成为关注焦点。
热泵的原理是什么？为何能帮建筑减排？被马斯克多次带货的热泵，为何到现在还没能进入千家万户？
热泵，究竟是什么？
从字面上理解，“泵” 是指可以提高势能的机械设备，生活中常见的有气泵、水泵等等。那么热泵，便能将热量从温度较低的介质“泵”送到温度较高的介质中去。
我们知道，水往低处流是一种自然规律，但是为了农业灌溉、生活用水等需求，人们利用水泵将水从低处送到高处，所以就发明了水泵。
同样，自然条件下的热量也是从高温物体流向低温物体，不能自发地沿相反方向进行。但是，在能源利用效率受到重视的当下，大自然中的热量回收引起了人们的重视。
因此，就有了热泵的出现。
从物理学上讲，只要温度高于绝对零度（‐273 °C），就会存在热能，但大多是更难利用的低品位热能（低温热能）。
热泵就是利用电能驱动和热力学逆循环技术，用少量电能驱动机组，把**中的工作介质进行变相循环：从空气、土壤、水源等自然界中吸收热量，把这类低品位热能吸收压缩升温后，传递给被加热的对象，迫使热量从低温物体流向高温物体。热泵，即热量的“搬运工”，从自然界中吸收热量后，转化为用于生产和生活的热能。
根据低位能来源的不同，目前市面上常见的热泵可以主要分为三类——空气源热泵、水源热泵和地源热泵。其中，空气源热泵的普适性最强，市面上常见的空气源热泵空调就是其主流产品之一。
空气源热泵的工作原理。图片来源：利普曼官网
那么问题又来了，冬季的室外温度依旧很冷，如何能够把室外的热能传输到室内利用？
这里我们以使用最广泛的空气源热泵为例，它的传热工质（“制冷剂”，又称“冷媒”）是一种特殊物质，常压下的沸点为零下40℃，凝固点为零下100℃以下，该物质冷的时候是液体，但很容易被蒸发成气体。
由于它的蒸发极限温度在零下25°C左右，因此即使 0°C的环境温度与之相比也是热的，仍可交换一部分热能。
听上去，空气源热泵似乎就是常见的中央空调，其实二者之间也存在不同。中央空调是以动力驱动压缩机进行工作，将低温转化为高温后再进行散热、制冷，所以空调的主攻制冷。制热是辅助功能，直接用电加热的技术，能耗也会更高。
而空气源热泵主要是利用空气能和电能，以制冷剂为媒介（即“冷媒”），将低位能的热源，将低温位的热能提升为高温位热能，并加热**循环水，从而加热室内空气。目前，空气源热泵**已经可以做到供冷和供热功能兼具，常见的就是家用分体热泵型空调器，冬季可以供暖，夏季可以制冷，即「空气能冷暖两联供」。
从制冷的角度，传统空调是直接将氟利昂的冷气吹到室内，而采用了水**的热泵可以优化用户体验，吹出来的凉风更轻柔，也让体感更加舒适。
总体来看，热泵是一种传输热量的装置，把利用价值低的热量收集起来，以更柔和的方式，“润物细无声“地传输到更被需要的地方去。
常见的空气源热泵空调。图片来源：视觉我国
热泵是如何节能的？
通俗理解，热泵的原理就是把传统的燃煤、燃气制热，改为电制热。
不过究其本质，无论是燃煤、燃气还是电制热，其本质都是能量的转化。但对于电制热的热泵来讲，热量是被转移而不是产生，热能利用效率也会高些。
如今，在新旧能源转换的背景之下，热泵的节能优势就更加凸显。具体表现在，热泵兼具高能源效率和良好的环保特性。
根据国际能源署（IEA）的数据显示, 典型家用热泵的性能系数（COP） 约为4，即消耗1度电可以得到4度电的热量。这使得家用热泵的能源效率，比传统燃气锅炉高出3-5倍。能效提升后，电费支出自然就会下降。
在清洁环保特性方面，热泵完全由电能驱动，几乎不会产生任何的污染排放。与传统燃烧化石能源的采暖方式相比，热泵的碳排放强度能够大大降低。这也是为什么，现在各地都在提倡“煤改电”的原因所在。
再者，从平均使用寿命来看，热泵的寿命大多在20年左右，比燃气锅炉10至15年的使用寿命更长。
图片来源：中泰证券
其实，热泵这项技术已经有超过百年的历史，早在19世纪便由法国科学家卡诺提出。1850年，英国科学家开尔文提出将逆卡诺循环用于加热的热泵设想，并提出首个正式热泵**“热量倍增器”。
1928 年，物理学家霍尔丹已经突破了空气源热泵供暖技术。到20世纪30年代，热泵已经开始进入商用阶段。
但是几十年过去，因为化石燃料的充足、便捷，热泵技术远没有到家喻户晓的地步，推广十分缓慢。
根据国际能源署（IEA）的数据显示，2010年-2020年全球热泵安装量（含空气源、水源、地源热泵）的复合年均增长率（CAGR）为 6.4%，2020年全球热泵存量为1.77亿台、其中我国、北美、欧洲安装量占比分别为 33%、23%和12%，数量并不占多。
不过从增速来看，热泵**在海外市场更火热。
特别是从去年开始，俄乌冲突导致欧洲各国的能源**飙升。与此同时，热泵作为化石能源的有效替代产品，销量不断提升。
有研究显示，在同等条件下供暖时，采用热泵产品只需要消耗天然气20%的能量。在天然气**高企的欧洲，热泵产品和电热毯等产品一样，正成为很多国家的居民日常用品。
根据欧洲热泵协会发布的行业分析报告显示，在2022年，欧洲21个国家（包括非欧盟的英国和挪威）的热泵销量达到300万台，同比增长37%，创下历史新高。至此，欧洲安装的热泵总数达到约2000万台，能够为约16%的住宅和商业建筑供暖。
近十年间，热泵在欧洲市场的销量已经实现翻番，我国也凭产业链优势成为出口热泵的主要国家，但无论是在我国本土市场还是欧洲市场，热泵在整个供暖市场的占比都还不及三分之一，并不占据主流。
被马斯克捧上天，热泵为何还没普及？
“虽然热泵属于清洁能源的范畴，但目前并不能算作资本市场的最火风口。“一位新能源领域的投资人向36碳表示。
从节能降耗的角度，热泵已具备极大的优势，但经济性不足是制约热泵普及的核心因素。热泵在欧洲各国的快速发展，很大程度上也是有赖于各个国家给予的补贴。
在我国市场，其中以政府补贴和能源**为主要两大原因。
中泰证券家电&科技消费首席分析师邓欣向36碳表示：“从政府补贴的角度看，2017年“煤改电”政策的**下，我国热泵有过短暂的高增长：北方“2+26”城市全面推进清洁能源，例如河北、山西、河南等地的设备补贴金额在3000元-20000元之间，并叠加电价优惠，当年空气源热泵在国内市场的增速达到66%。之后补贴力度减弱，内销水平则受到一定影响。”
再者，相对于能源危机更加严重的欧洲，我国的天然气、煤价处于相对较低的水平。因此，热泵的经济性没有那么突出，需求也就不及欧洲市场。
另一大痛点来源于安装配套的成本。安装家用热泵，比安装传统的燃气更为复杂，初始投资也就更高。大多数情况下，需要根据房屋的面积、尺寸“量身定制“。即使是有这样价廉物美的产品，也需要具备技术能力的专业人员完成热泵的安装工作。各个门类的前期投资加起来，家庭安装的前期费用预计接近10万元。
“对于空调热泵来说，它的外机体积大于一般分体式空调，老旧小区如果在设计时未预留外机安装区域，会很不方便；另一方面，家用热泵两联供的**需要在地面铺设地暖管，用户也要额外支付安装费用。”中泰证券邓欣向36碳表示。
家庭地暖管道。图片来源：视觉我国
从技术的角度看，热泵的未来提升空间依旧很大，不同的热泵形式也有不一样的解决方案。例如市场份额最高的空气源热泵产品，其实在超低温工况下的制热效率会出现衰减。
从高寒地区的热泵使用结构中，便能有所察觉：据欧洲热泵协会的数据，2022年瑞典、挪威的地源热泵销量增速，均高于空气源热泵。
中泰证券邓欣谈到：“解决这一痛点，需要持续的技术迭代：可以采用增气喷焓压缩机技术，去提升热泵低温环境下制热能力和效率，但成本相对高；以及增加PTC辅热装置（即传统空调的电辅热技术），在低温环境下用PTC先将温度提升，再用热泵进行制热，但代价是PTC制热阶段热效率较低，亟待突破。”
总体而言，现阶段热泵的技术水平还在持续爬坡，产品的经济性、安装便捷性也都存在提升空间。热泵现正处于一个试图突破能源「不可能三角」的阶段，当清洁、稳定与廉价都具备时，才能真正走进千家万户。
在过去很长一段时间，热泵**都被排除在可再生能源利用的范畴之外。如今，在全球能源转型的大趋势下，随着新型电力**的建设和化石能源的逐渐退出，终端用能电气化的需求会持续提升，热泵这项技术成为必需品已是必然。
参考资料：
《中泰家电：热泵专题：渗透的斜率与潜力》
《中泰家电：热泵细分：烟草烘干大有可为》
当前，以芯片为代表的信创产业逐步成为国家科技竞争力的重要标志。在国产CPU产业强势崛起的过程中，你首先想到的会是哪几企业？答案有很多，但“中科系”的提及率绝对很高。作为国家战略科技力量，“中科系”旗下
21世纪经济报道记者倪雨晴 圣何塞报道在硅谷源泉之一的圣何塞，英特尔CEO帕特·基辛格（Pat Gelsinger）正在带领英特尔加速奔跑。当地时间9月19日，2023英特尔on技术创新大会于美国加利
财联社9月19日讯（记者 唐植潇）近日有消息称，OPPO将会重启芯片业务，并且“有部分员工已经回流，加入到了车载业务之中”。记者就此事向OPPO方面进行核实，对方表示“不予置评”。特百惠（我国）数字与
600亿颗芯片！我国巨头正式宣布，美媒：**也没料到制裁这么快
我国芯片市场与美国依赖我国的集成电路市场一直以来都是一个巨大的市场，拥有庞大的需求和巨大的增长潜力。我国的电子消费市场一直在迅速增长，包括智能手机、电视、电脑和各种智能设备等，这些设备都需要高性能的芯
最新手机芯片天梯图：A17、华为麒麟9000S，排在什么位置？
近日，最火的两颗芯片分别是苹果的3nm芯片A17 Pro，虽然很多人吐槽它较上一代提升不明显，但论性能，可以碾压任何安卓芯片，甚至是领先2代的。另外一款芯片，则是华为麒麟9000S，当然，这颗芯片工艺
韩国芯片连续13个月暴跌，尹锡悦指责我国不采购，外媒：自食其果
据韩国媒体称，韩国的半导体出口额已经连续暴跌13个月了，比去年同比下降了28%左右。韩国政府急的焦头烂额。尹锡悦政府竟直接甩锅我国，话里话外都是指责，他认为韩国半导体卖不出竟是我国的原因，我国应该帮助
我国突破芯片瓶颈将影响全球秩序？美国很担心，指出我国关键弱点
我国在芯片半导体领域一直深受美国的**，通过贸易制裁的方式阻止高端芯片进入我国市场。这样的举措一度造成我国芯片领域发展断档，不过随着我国科技企业近几年的突破，目前我国已经在芯片制造方面取得了重大的成果
前几天，华为一声不响的上线了mate60系列，带着麒麟芯片9000s强势回归，吸引了全世界的目光。而华为麒麟芯片**背后，我们不该忘记这位老人—张汝京。我国半导体之父，为回**造芯片，被开除**户籍，
【有车以后 资讯】“未来汽车对传统汽车的颠覆性，使传统零部件体系的50%以上都面临重构。”12月16日，在全球智能汽车产业峰会(GIV2022)上，我国电动汽车百人会理事长陈清泰指出，智能汽车的价值链
投稿点这里汽车有多少个零件?其实这个问题并没有一个十分确切的标准答案...据估计，一般轿车约由1万多个不可拆解的**零部件组装而成。结构极其复杂的特制汽车，如F1赛车等，其**零部件的数量可达到2万个
全球最大的10家汽车零部件供应商 都是世界500强 无我国企业
【卡车之家 原创】美国《财富》**每年发布的世界500强排行榜，是以营业收入数据对全球企业作出排名的榜单。2017年“世界500强”榜单中，汽车制造商和零部件厂商共占据33席（除去大型工程车辆企业），
汽车零部件企业哪家强？除了博世**还有这些名字你一定耳熟能详
文：懂车帝原创 李德喆[懂车帝原创 行业]9月18日，由《我国汽车报》主办，罗兰贝格协办的2019汽车零部件“双百强”企业发布会在江苏南京举行。在两份榜单中，博世、**、电装位列2019全球汽车零部件
行业现状（Reference：产业运行 | 2021年汽车工业经济运行情况）中汽协预测：2022年我国汽车销量达到2700万辆，新能源销量超过550万辆（Reference：乘用车市场信息联席会）以乘
全球十大汽车零部件供应商，核心技术都被他们垄断，自主遗憾缺席
提到电影，我们会想到张艺谋、冯小刚，而很少会想到幕后的制作人；提起流行乐，我们会想到周杰伦、萧敬腾，而很少会想到背后的作词人。台前台后，一幕之别，知名度往往相差甚远。车界又何尝不是如此，知名车企我们都
来源：环球时报 【环球时报记者 倪浩 陶震 环球时报驻德国特约记者 青木】经过3年疫情后，全球最具影响力的通信展今年有望再现往日盛况。2月27日至3月2日，由全球移动通信**协会（GSMA）主办的20
近日华为、苹果争相推出手机卫星通信功能，成为一大亮点，不少手机厂商也将目光投到卫星通信。放眼未来，手机直连卫星的卫星通信服务将是大势所趋，也是6G时代的重要标志。华为以“北斗三号”为依托，率先把“卫星
国内企业在光通信产品的参数测试过程中，通常使用国外的先进测试设备。然而，这些测试仪器之间往往是孤立存在的，需要手动调试仪器并通过旋钮、按钮和人眼观察波形或数据。这不仅*作繁琐易出错，而且测试效率低下。
龙头20cm涨停，7天股价翻倍！一文看懂卫星通信前世今生及产业链
卫星通信概念股华力创通今日再度强势拉升，截至发稿，该股股价20cm涨停，7个交易日累计涨幅近113%，现报23.52元续刷阶段新高，总市值155.9亿元。消息上，有媒体从供应链获悉，Mate 60 P
工信部：目前我国尚不具备实现网络层面的移动通信号码归属地变更的条件
针对网友提出的“电话号码归属地更改”建议，工信部近日给出了官方回复。此前，有网友在人民网留言板向工信部留言称，“现在电话都是实名制，电话号绑定的***及一些主流的软件较多，更换号码后造成一系列问题
