热泵行业深度报告:欧洲能源危机下国内热泵产业链迎发展机遇

热泵是一种清洁高效的热量输送装置,主要应用领域有采暖(作用类似空调)、热 水(作用类似热水器)和烘干(应用于农业粮食烘干等)。热泵具有更为节能、使用体验 更优、适用范围更广、运行费用较低的优点,局限性主要体现在前期购买及安装成本较 高、低温下制热效率低、设备体积大。根据 IEA 数据,2010-2020 年全球热泵安装量(含 空气源、水源、地源热泵)CAGR 为 6.4%,2020 年全球热泵共安装 1.77 亿台、其中中 国/北美/欧洲安装量占比分别为 33%/23%/12%。从产业链角度看,热泵产业链包含较多 环节,品牌端来源较为广泛,制造端可分为整机、零部件,我国是热泵主要的整机生产 基地,零部件配套较为齐全。

清洁高效的热量输送装置。热泵是通过消耗少量电能、将热能从自然界的低温物体 (如空气、水、土壤)转移到高温物体的装置,具备环保节能、能效比高等优势,可广 泛应用于农业、工商业及生活等领域。热泵供热基本原理为“逆卡诺循环”即:压缩机 运转做工消耗电能,使不断循环的制冷剂在不同的系统中产生不同的变化状态和不同的 效果(蒸发吸热或冷凝放热),从而达到了回收低温热源制取高温热源的作用和目的。

热泵分类方式主要有三种:应用领域、低位能来源、功能。1)按应用领域:主要 分为采暖、热水及烘干三个方面,采暖及热水销售占比较高,2021 年我国热泵采暖/热 水/烘干销售额占比分别为 44.2%/44.3%/11.5%。2)按低位能来源:分为空气源热泵、水 源热泵、地源热泵,空气源热泵占主体、2021 年我国空气源热泵占比约 91%。3)按照 功能不同:分为单功能、二联供、三联供,其中二联供功能较为丰富、综合稳定性较好, 成为国内外空气源热泵主流发展趋势。

热泵相较于空调、热水器等优势显著:供暖更为节能、适用范围更广、运行费用较 低。由于空气源热泵市场占比较高,下文均以空气源热泵为例进行阐述。①能耗情况:热泵使用少量电能将空气中的能量转换为可供使用的热能,平均 COP(热效率)超过 3.3、 即消耗 1 单位电能可以获得 3.3 倍热能,传统燃气壁挂炉 COP 约为 1、燃煤锅炉约为 0.5,热泵近传统燃气壁挂炉 3 倍、电采暖 6.6 倍。②使用体验:虽然都是以逆卡诺循环 原理运行,但相较空调,热泵采用了水系统使用户使用体验更优,吹出来的凉风更柔和、 体感更加舒适;而空调直接将氟利昂的冷气吹出来,使用者有明显刺骨感觉。③运行费 用:热泵制热的效率远远高于其他制热方式,如空气源热泵从空气中吸收热量,全年平 均热泵总耗能比常规太阳能辅助系统比更低,其它采暖方式仅由天然气、煤、纯电等方 式制热、运行费用较高。

但热泵局限性亦较为明显,主要体现在前期投入成本较高、低温下制热效率低、设 备体积大。①投入成本:对于消费者而言,热泵前期投入成本过高是限制其选择热泵的 最主要原因,虽然后期运行费用能够节省较多成本,但若无补贴、热泵前期购买安装价 格将会数倍于锅炉、空调、热水器等产品。②适用范围:此前热泵使用受到环境温度的 限制,供热能力和性能系数随室外温度降低而降低,因此在我国北方和欧盟地区使用较 为受限。2010 年以来,随着低温喷气增焓技术和新型制冷剂等在热泵的应用,热泵最低 使用温度降至-25℃,逐渐在欧盟等北方地区普及。③热泵机组外形相对较大,安装过程 中涉及水泵等零部件,需要合适安装位置和具备较大安装空间,安装热泵难度大、通常 需要专业的工人。

站在全球角度上看,海外热泵技术较为成熟。热泵理论最早起源于 19 世纪早期法 国科学家卡诺。1927-1928 年,物理学家霍尔丹已经突破了空气源热泵供暖技术。20 世 纪 30 年代,热泵开始进入商用阶段、海外率先迅速发展,20 世纪 50 年代,美国已经开 始批量生产空气源热泵,80 年代起,能源匮乏的日本开始大规模生产空气源热泵产品。但受限于热泵前期投入成本较高,根据 IEA 数据,2010-2020 年全球热泵安装量(含空 气源、水源、地源热泵)CAGR 为 6.4%,2020 年全球热泵共安装 1.77 亿台、其中中国 /北美/欧洲安装量占比分别为 33%/23%/12%。

站在国内角度上看,我国热泵行业受政策驱动特征较为明显。2000 年空气源热泵热 水器引入我国,但受限于初始投入成本过高、技术并不成熟,空气源热泵热水器在我国 缓慢发展,直到 2007 年,我国空气源热泵热水器占全国家用热水器市场还低于 1%,而 在同期日本、该比率已达到 70%。2008 年开始,由于节能环保效果突出,空气源热泵开 始得到国家政策大力支持。2013 年起我国北方农村开始推广“煤改电”,一系列政策补 贴也相应出炉,在政策保护、资金扶持下,热泵前期投入成本较高的缺点得到有效弥补, 我国热泵得到快速发展,13-17 年我国热泵销售规模 CAGR 达 32%、远高于我国同期空 调/燃气热水器/电热水器的 5.5%/11.9%/2.9%。但由于煤改电政策补贴逐渐退坡,18 年后 热泵规模维持在 180 亿元左右,同期空调/热水器由于发展较为成熟、销量亦基本持平。21 年双碳政策推动下,我国热泵市场规模同比+24%、达 227 亿元、创下历史新高,超 过空调/燃气热水器/电热水器增速。

热泵产业链主要可以分为下游品牌商及上游制造商,其中制造商包括整机制造商及 零部件制造商。由于热泵应用领域较为广泛、与其他制冷制热行业具有相通性,因此热 泵品牌商来源较为广泛、分布于制冷空调、热水器等多行业。整机制造商主要分布于我 国、占全球产量超 60%。热泵零部件包含压缩机、换热器、阀件、水泵、控制器等,我 国零部件配套较为齐全。

品牌商:热泵应用及技术具备共通性,企业来源广泛。由于热泵供暖涉及的应用领 域较为广泛,不仅应用于家用、商用热水,还与地暖、散热器等末端结合大量用于供暖, 因此从企业来源上看,很多企业从传统的制冷空调、太阳能热水器、电热水器和燃气热 水器行业切入空气源热泵行业,如国际品牌博世、三菱等,同时也有专门从事热泵产品 研发制造的企业,如德国地源热泵专业品牌 Waterkotte。以我国为例,制冷空调/空气源 热 泵 / 太 阳 能 光 热 / 电 热 水 器 / 燃 气 热 水 器 企 业 分 别 占 热 泵 企 业 来 源 的 32%/30%/18%/12%/8%。

整机制造商:我国是全球热泵主要的生产地。据中国节能协会等数据统计,2020 年 我国热泵产量占全球热泵产量近 60%,热泵产能集中于华东、华南等地区,热泵从业企 业超 500 家,成为全球热泵生产安装大国。

零部件制造商:热泵产品零部件组成较多,我国零部件配套较为齐全。热泵主要是 由压缩机、换热器、阀件、水泵、控制器等核心零部件构成,占热泵总价值最重要的部 件分别为换热器(17%)、压缩机(16%)、电子控制(15%)、钣金(11%)。由于零部件 并不特定用于热泵,通常与空调、锅炉等相关行业的零部件重合度较高,我国空调产业 趋势成。

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