热泵：户用热能的万亿产业-信达证券.pdf

热泵：户用热能的万亿 产业 [Table_Industry] —— 家用电器行业热泵产业深度报告 [Table_ReportDate] 2022 年 08 月 14 日 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http://www.cindasc.com 2 证券研究报告 行业深度研究 [Table_ReportType] 行业深度研究 [Table_StockAndRank] 家用电器 投资评级 看好 上次评级 看好 罗岸阳 家电行业 首席研究员 罗岸阳 家电行业 首席研究员 执业编号： S1500520070002 联系电话： 13656717902 邮 箱： luoanyang@cindasc.com 信达证券股份有限公司 CINDA SECURITIES CO.,LTD 北京市西城区闹市口大街 9号院 1号楼 邮编： 100031 [Table_Title] 热泵：户用热能的万亿 产业 [Table_ReportDate] 2022年 08 月 14日 本期内容提要 : [Table_Summary] [Table_Summary] ➢ 热泵：高效、环保的户用热能终端 。 热泵是一种由电能驱动能够高效 利用低品位热能的加热装置，从自然界中吸收热量，经过热泵的“搬 运”获得可用于生产、生活的热能。 目前市面上常用的热泵可以主要分 为三类 —— 空气源热泵、水源热泵、地源热泵。 和传统空调相比，热泵 拥有 更高的采暖 /制冷效率 ，更为节能环保，同时也可以为消费者提供 更加舒适环保的用户体验。 ➢ 热泵欧洲市场率先爆发，渗透率提升具备持续性 。 1）复盘 2017 国内煤改电 下热泵的经济性 ： 补贴下设备回本周期 5 年， 退坡后上升至 11 年。 2）为什么欧洲热泵需求爆发 ： 2022 年能源价格暴涨，带动回本周期 缩短为 2-3 年。 3） 欧洲热泵渗透率加速上升趋势不会逆转 ： 极端悲观假设下，即使未 来能源价格跌回到 2021 年水平， 对应测算 设备回本周期为 6.7 年，依 然具备 较好 经济性，欧洲热泵渗透率上升趋势不会逆转。在能源安全 和碳减排 目标 下， 欧洲市场 去天然气化将是长期必然趋势 ， 潜在规模 超过 4000 万台 ，对应市场规模接近 万亿。 ➢ 热泵，会复制中国空调产业的成长路径吗？ 影响 热泵 普及的 经济性因素： 1）能源价格 ：若未来中国电价出现市场化可能，将提升热泵经济性； 2）补贴： 欧洲推动热泵补贴多年，渗透率已 达 13%左右；美国版 “气 改电 ”补贴方案成型，若施行将补贴至 2031 年 ，力度超过中国煤改电 ； 若欧美市场补贴效果明显，同样存在碳减排压力的中国 ， 不排除 仿照 “ 家电下乡、能效补贴 ” ， 未来 推出 热泵 补贴的可能性； 3）设备 降 本： 欧美 若 率先初步规模化，有望带动产业链达到 规模效应 阈值， 参照当年空调产业链的降本曲线， 进入 成本下降 、渗透率 上升的 正反馈 螺旋中 ；随着市场规模的扩张和核心零部件的国产化比例提升， 热泵产业有望复制我国空调产业的成长 路径 。 ➢ 强行业 Beta 下，哪些公司存在投资机会？ 1）从空调产业发展来看，最终更为受益的是具备规模化优势、渠道资 源的玩家。因此，尽管热泵对于龙头短期业绩弹性较小，但 我们认为 热 泵长期渗透率逻辑以及终局格局 仍将有利于这些龙头企业 ，重点关注 具备较大估值弹性的 美的集团、海尔智家、格力电器 。 2）产业爆发初期，业务占比高的企业有望乘产业东风快速壮大，关注 弹性标的 日出东方、万和电气、申菱环境、海信家电 等。 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http://www.cindasc.com 3 3）产业链公司： 海立股份 、冰山冷热 （热泵压缩机）、 大元泵业 （屏蔽 泵）、 春晖智控 （ 水路控制阀、供热控制产品 ） ， 关注 三花智控 、盾安环 境 （阀件） 。 ➢ 风险因素： 欧洲能源价格下跌、各国政府取消热泵补贴、国内热泵补贴 退坡、新产品开发不及预期、外销渠道开拓不及预期海运费高企、原材 料成本上涨 等。 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http://www.cindasc.com 4 目录 一、热泵：高效、环保的户用热能终端 8 1.1 热泵：不直接产生热，是热的搬运工 8 1.2. 热泵相较于传统冷暖空调有哪些优势？ 11 二、热泵欧洲市场率先爆发，渗透率提升具备持续性 15 2.1 复盘 2017 年煤改电推动国内热泵普及：补贴带来的经济性 15 2.2 为什么这轮欧洲热泵需求率先爆发？ . 20 2.3 光储热一体化推动热泵产业应用 . 24 2.4 欧洲市场热泵渗透率上升会持续吗？ . 26 三、热泵，会复制中国空调产业的成长路径吗？ . 29 3.1 热泵普及的经济性因素：能源价格、补贴、设备降本 . 29 3.1.1 国内电价市场化改革或提升国内热泵需求 . 29 3.1.2 欧洲补贴加码，美国版 “ 气 改电 ” 成型 . 29 3.1.3 热泵设备降本的可能性大吗？ . 32 3.2 未来格局：壁垒比空调和热水器更高吗？ . 43 3.3 终局 视角：热泵是不是家庭热管理的终极形态？ . 46 3.4 部分国内热泵企业梳理 . 48 3.4.1 整机标的 . 48 3.4.2 供应链标的 . 50 投资策略 53 风险因素 54 表 目 录 表 1：空气源、地源、水源热泵优缺点 . 11 表 2： 空气源热泵与冷暖空调差异一览 . 12 表 3：空气源热泵在烘干应用中相比其他设备更加节能环保 . 13 表 4：空气源热泵在供暖应用中相比其他设备更加节能省钱 . 13 表 5：我国关于推进清洁能源使用相关政策 . 16 表 6：北方地区冬季清洁取暖规划中清洁能源供热路径及目标规划 . 16 表 7：北方部分地区煤改电补贴标准 . 17 表 8：北京地区冬季采暖使用空气源热泵和直电路径费用测算比较 . 19 表 9：北京地区冬季采暖使用空气源热泵和直电路径费用测算比较 . 19 表 10：北京地区夏季使用空气源热泵和普通空调费用测算比较 20 表 11：安装热泵回本周期测算 20 表 12：欧洲各国热泵安装补贴政策 22 表 13：德国冬季采暖使用空气源热泵和直电路径费用测算比较 23 表 14：欧洲地区冬季采暖使用空气源热泵和直电路径费用测算比较 23 表 15：电价和天然气价格涨幅对于热泵设备投资回报期影响测算（年） 24 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http://www.cindasc.com 5 表 16： 欧洲市场未来热泵空间测算 28 表 17：我国电价改革政策 29 表 18： HOME ENERGY PERFORMANCE-BASED, WHOLEHOUSE REBATES . 31 表 19：购买符合要求高效率家电产品可进行税收抵扣 31 表 20： 2020 年各品牌空气源热泵价格对比 . 33 表 21：不同压缩机种类的原理及优缺点 35 表 22：我国空气源热泵用阀件重点企业产品分布 38 表 23： 2017-2021 大元泵业热水循环屏蔽泵单价及毛利率情况 40 表 24： 热泵均价对应市场规模的敏感性测算 . 43 表 25：家电企业普遍拥有丰富的销售网点和安装售后经验 46 表 26：部分热泵上市标的及业务布局梳理 52 图 目 录 图 1：空气源热泵地暖系统原理图 8 图 2：空气源热泵机组产品示意图 8 图 3：地源热泵工作原理 示意图 9 图 4：水源热泵工作原理示意图 . 10 图 5：水源热泵机组产品示意图 . 10 图 6：空气源 /地水源热泵发展史 10 图 7：热泵 COP 值由哪些因素决定 . 11 图 8：传统空调制冷原理 . 14 图 9：空气能热泵制冷原理 . 14 图 10：我国不同地区 PM2.5 月均浓度（微克 /立方米） . 15 图 11：我国不同地区二氧化氮月均浓度（微克 /立方米） . 15 图 12：我国热泵行业市场规模情况（亿元） 18 图 13：北方地区清洁取暖率占比（ %） . 18 图 14：北方二氧化氮 /PM2.5 浓度变化（ %） 18 图 15：欧洲天然气商品价格（美元 /百万英热单位） . 21 图 16：欧洲 ARA 港动力煤现货价格（美元 /吨） . 21 图 17：欧洲家用电力价格（欧元 /千瓦时） . 21 图 18： 2022 年德国电价成倍上涨（欧元 /兆瓦时，批发价） 22 图 19：欧洲热泵销量及同比增速（ %） . 24 图 20：欧洲热泵销售占供暖设备销售比例（千欧元， %） . 24 图 21：欧洲、中国、全球每年新增光伏装机量及同比变化（百万瓦特， %） . 25 图 22： 2022 年全球储能市场规模及预测趋势（千兆瓦时） . 25 图 23：光储充一体化产品 26 图 24： 2021 欧洲国家销售量及同比变化（千欧元， %） 26 图 25： REPowerEU 27 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http://www.cindasc.com 6 图 26：欧洲热泵渗透率（台 /千户） . 27 图 27：我国空气源 热泵出口规模及增速（ %） . 28 图 28：美国 2022 通胀削减法案能源补贴部分重点 . 30 图 29：我国家电下乡、以旧换新补贴推动空调保有量快速上升 31 图 30：热泵产品成本拆分 32 图 31：空气源热泵机组结构 图 32 图 32：空气源热泵产业上游 32 图 33：空气源热泵产业结构 32 图 34：热泵压缩机与空调压缩机区别 34 图 35： “ 喷气增焓 ” 技术示意图 34 图 36： “ 喷气增焓 ” 原理图 34 图 37：热泵压缩机市场规模及同比（万台、 %） . 34 图 38：空气源热泵用压缩机规模（万台） 34 图 39：热泵压 缩机行业细分应用占比（ %） . 35 图 40：热泵压缩机市场集中度（ %） . 35 图 41：热泵压缩机行业细分应用占比（ %） . 36 图 42：热泵压缩机市场集中度（ %） . 36 图 43：英华特海内 外涡轮压缩机市占率（ %） . 36 图 44：英华特涡旋热泵压缩机单价及毛利率 36 图 45：我国空气源热泵用阀件销售情况（万只， %） . 37 图 46： 21 年我国空气源热泵用阀件产品结构（ %） 37 图 47： 21 年水泵在不同热泵应用领域用量及占比（万台， %） 38 图 48： 21 年热泵户式供暖领域不同水泵用量占比（ %） 38 图 49：合肥新沪屏蔽泵部分热泵屏蔽泵产品 39 图 50：高效循环离心泵示意图 39 图 51：合肥新沪部分企 业荣誉 39 图 52：合肥新沪屏蔽泵公司营收及净利润（万元） 39 图 53：成本下降与渗透率上升正向循环 40 图 54：美的空调成本均价随产量规模上升呈现下降趋势 41 图 55：海立压缩机成本均价随产量规模上升呈现下降趋势 41 图 56：空调整机、压缩机压缩机 毛利率未受影响 41 图 57：国内品牌和国外品牌市占率变化（ %） . 42 图 58：芬尼空气源热泵采暖、热水等产品出货价 42 图 59：空气源热泵产业国内细分应用结构 42 图 60：空气源热泵的主要品牌 44 图 61：国内空气源热泵户式风机品牌占比（ %，按照内销额） . 44 图 62：国内空气源热泵户式水机品牌占比（ %，按内销额） . 44 图 63：国内空气源户式两联供水机品牌占比（ %，按照内销额） . 45 图 64：国内空气源热泵商用采暖品牌占比（ %，按内销额） . 45 图 65：我国空调销售 CR3 45 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http://www.cindasc.com 7 图 66：热泵类产品具有更多多样集成化可能 46 图 67：天 氟地水运行方法 47 图 68：热泵三联供工作原理 47 图 69：美的中央空调模块式水冷涡旋冷水（热泵）机组 48 图 70：日出东方空气能业务收入及增速（百万元， %） . 49 图 71：空气能收入占公司营收比例（ %） . 49 图 72：芬尼科技营收在增速和热泵占 比（百万元， %） . 49 图 73： 21 年芬尼科技热泵产品收入具体分类（ %） . 49 图 74：芬尼科技营收按地区分（ %） . 50 图 75：芬尼科技全球化产业布局 50 图 76：芬尼通过不同品 牌进行不同产品布局 50 图 77：海立股份提供热泵系统 51 图 78：盾安 CO₂热泵热水机 51 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http://www.cindasc.com 8 一、 热泵： 高效、环保 的 户用 热能 终端 1.1 热泵 ： 不直接产生热， 是 热的搬运工 热泵是一种由电能驱动能够高效利用低品位热能的加热装置，热泵机组可从自然界中吸收热 量，经过热泵的“搬运”（电力做功驱动热泵），获得可用于生产、生活的热能。热泵的热效 率通常可达 300%-400%以上，即 1度电至少搬运 3-4度电，其热效率比直接制热的电热水器、 燃气锅炉采暖等高出几倍，且几乎无污染。 因此，推广热泵是大力推动节能减排、助力全球 “碳达峰、碳中和”的最重要路径之一 。目前市面上常用的热泵可以主要分为三类 —— 空气 源热泵、水源热泵、地源热泵。 其中， 空气源热泵是最经济、最成熟、最 容易实现 的方式。 1） 空气源热泵 ：从空气中吸热 空气源热泵是按照“逆卡诺”循环原理工作的。 通过压缩机系统运转工作， 吸收空气中热量 制造热水。具体过程是：压缩机将冷媒压缩，压缩后温度升高的冷媒，经过水箱中的冷凝器 制造热水，热交换后的冷媒回到压缩机进行下一循环，在这一过程中，空气热量通过蒸发器 被吸收导入冷媒中，冷媒再导入水中，产生热水。通过压缩机空气制热的新一代热水器，即 空气源热泵热水器。 图 1：空气源热泵 地暖 系统原理图 图 2： 空气源热泵机组产品 示意图 资料来源：芬尼采暖，信达证券研发中心 资料来源：暖通家，信达证券研发中心 按照热输配对象的不同，空气源热泵又可分为有 “空气 -空气” 和 “空气 -水” 两种。 ➢ 空气 -空气 ： 室内外换热器的换热介质均是空气 。 如一般的分体式家用空调 可以算做广 义上是某种热泵形态 ，广泛应用于住宅、学校、商场、写字间等中小型建筑物。 ➢ 空气 -水 ： 室内换热器换热介质是水。当室内需要采暖制冷时，用户所需的热量和冷量 由系统产生的冷热水来提供。 而由于用水作为换热媒介，对于人体感受上更为温和、舒适，因此“空气 -水”热泵被更广 泛推广和应用。 2）地源热泵 ：从土地中吸热 由于地表浅层温度受大气影响小，其温度常年维持在 16-18 度（以实际地方为准），远高于 冬季室外温度，又低于夏季室外气温 ，所以以地源为冷热源的地源热泵系统，不仅突破了传 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http://www.cindasc.com 9 统空调系统的技术障碍，而且还大大提高了空调的运行效率。 以冬季制热为例，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，并通过四通阀将冷媒流动方向换向。 由地下的水路循环吸收地下水或土壤里的热量，通过冷媒 /水热交换器内冷媒的蒸发，将水 路循环中的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷媒 /空气热交换器内冷媒的冷凝， 由空气循环将冷媒所携带的热量吸收。在地下的热量不断转移至室内的过程中，以强制对流、 自然对流或辐射的形式向室内供暖。 ➢ 优点：适用于地热资源丰富的地区，如部分北欧国家等。 ➢ 缺点：需打孔深入地下埋管，工程复杂，长期从土地吸热易形成冻土。 3） 水源热泵 ：从水中吸热 水源热泵是利用地球表面浅层的水源，如 地下水、河流和湖泊 中吸收的太阳能和地热能而形 成的低品位热能资源，采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能 转移的一种技术。 夏季高温，将建筑物中的热量转移到水源中，达到制冷的效果。冬季就从 相对稳定、温暖的水源中提取能量，提升温度后送到建筑物中，以达到制暖的效果。 同样， 按照热输配对象的不同，水源热泵又可分为有水 -空气式热泵和水 -水式热泵两种。 ➢ 优点：适用于河流资源丰富的地区。 ➢ 缺点：受环境限制，若河流较小或不流动，长期吸热易造成结冰。 图 3：地源热泵工作原理示意图 资料来源：爱家暖通，信达证券研发中心 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http://www.cindasc.com 10 图 4：水源热泵工作原理示意图 图 5： 水源热泵机组产品 示意图 资料来源： 热泵市场公众号 ，信达证券研发中心 资料来源： ：舒适 100官网 ，信达证券研发中心 空气源热泵是目前最成熟、最经济、最容易实现的方式，自然也最利于大规模普及： 1）最成熟： 1824年，卡诺发表论文并提出“卡诺循环”理论，为空气能热泵的起源。 1852 年，英国科学家开尔文提出了首个正式热泵系统“热量倍增器”，是世界上第一个空气能热 泵机。 80 年代初至 90 年代末我国出现“热泵热”，空气源热泵迅速普及到酒店、校园等企 事业单位设施中。近年来随着“煤改清洁能源”措施的实施，我国空气能热泵行业得到空前 的发展机遇。 可见，空气源热泵的发展距今已有接近 200年的历史，在我国发展也有接近五 十年，技术迭代与应用已经非常成熟。相比较而言，我国水源、地源热泵在进入 21世纪后 才逐渐引起学术界和企业界的关注。 2）最经济： 相较于地源及水源热泵，其初始投资较低，最利于家用或中小型商业建筑应用 。 3）最容易实现： 空气源热泵适用温度范围广、地理条件限制小，不受阴、雨、雪等恶劣天 气和冬季夜晚的影响，均可正常使用。 图 6：空气源 /地水源热泵发展史 资料来源：芬尼克兹，化工仪器网，信达证券研发中心整理 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http://www.cindasc.com 11 表 1：空气源、地源、水源热泵优缺点 空气源热泵 水源热泵 地源热泵 优点 1）适用范围广： 冷热兼供，适用温度范围广 , 并且一年四季全天候使用，不受阴、雨、雪等 恶劣天气和冬季夜晚的影响，都可正常使用。 2）运行成本低 ：节能效果突出；与燃气、电 和电辅助加热的太阳能热水器相比，全年费用 最低。 3）环保型产品： 无污染无燃烧外排物，不会 对人体造成损害。 1）便于集中管理： 根据 园区大小及分期建设设 置一台或几台水热热泵机组，便于分期管理。 2）冷热兼供： 对于公共建筑需要冷热源的要求 做到了一机多用。 3）无废料，清洁环保： 水源热泵利用了地下水 的资源的能量。水源热泵要比电锅炉加热节省 三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省二分之 一以上的能量，从而减少了碳排放。 1）运行费用低 ：地源热泵利用地下温度一年四 季相对稳定的特性， COP 值高达 4以上。 2）节能环保： 室内侧由冷冻水输送，减少冷媒 充注量 ，从而减少对大气的污染；室外侧换热 环境由大气转变为土壤或者水体，从而减少大 气热排放，减轻热岛效应。运行过程中不会产 生二氧化碳等污染环境的气体，也不会因为泄 漏的问题影响室内人员的健康。 缺点 1）热效率相对不高： 由于空气能是分散能 源，制热速度较慢。 2）容易出现结霜问题： 在极低温环境中，空 气中热能少，能转换的热能有限，工作效能会 大打折扣。 1）水源条件受限： 一些城市为了保护地下水源 不被污染，禁止抽取利用；利用江河湖泊水的 水源热泵，也受到季节性水位下降等诸多因素 影响。水源热泵的使用条件限制较多。 2）初投资比较高、系统复杂，安装难度大： 地 源热泵对设计、施工、施工现场管理要求都 比 较 高，需要有专业的技术人员参与其中。 地源热泵的初投资比较高： 一套小型的家用地 源热泵系统初投资在十几万以上，大型商用的 地源热泵的造价就更高 . 资料来源： 制冷百科公众号 ，信达证券研发中心 1.2. 热泵相较于传统冷暖空调有哪些优势？ 热泵的技术脱胎于冷暖空调的压缩机 -冷媒系统，而 空气源热泵的 COP（热效能转换）普遍为 300%以上，即 1度电可带 3度电甚至更多，而传统空调直接用电加热 /制冷 COP/EER仅在 100% 上下， 即空气源热泵在日常家用制热、制冷时用电量约仅为空调的三分之一。 为什么热泵的 COP 比其他采暖 /制冷设备高？ 热泵的原理是利用电能驱动热泵吸收空气中的热量，其初始热能来源于空气中，与锅炉、电 加热器等制热装置相比，热泵的突出特点是消耗少量电能或燃料能，即可获得大量的所需热 能。 假设 Q1 为热泵提供给用户的有用热能， Q2 为热泵从低温热源中吸取的免费热能， W 为 热泵工作时消耗的电能或燃料能（以上能量单位均为 kW），则 Q1=Q2+W。已知 COP=用户获得 的热能 /热泵消耗的电能或燃料能 =Q1/W=（ Q2+W） /W,也就是说， 当空气源热泵制热 COP=3时， 图 7：热泵 COP 值由哪些因素决定 资料来源：利普曼官网，信达证券研发中心整理 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http://www.cindasc.com 12 热泵从低温热源中吸取的免费热能 Q2将是所消耗电量 W的 2倍。 而传统冷暖空调不具备直 接从空气中吸收热能的作用，热交换过程全由电能驱动，因此用户所获得的热能与所消耗的 电能基本相等， COP约等于 1。 与同为“逆卡诺”循环的冷暖空调比 ，空气源热泵需要承受更高的冷凝压力和压缩比，带来 了更高的热转换效率；同时为了达到更广泛适用的环境温度要求，空气源热泵各零部件性能 指标要求更高。 具体而言，空气源热泵在系统除霜、使用环境、零部件、运行方式等方面与 空调存在较大差异，因此其 对 零部件性能 的要求更高，制造成本也相应更高。 表 2： 空气源热泵 与冷暖空调差异一览 空气源热泵 空调 系统除霜的差异 小温差传热。热泵侧重于冬季采暖，在低温环境下吸热。冬季气 温约零下 10-20 摄氏度，冷媒温度约 20-30 摄氏度，温差为十多 度。 空气源热泵采暖机组的除霜时间通常是一个地方一个控制逻 辑 ，比如青岛和 秦皇岛 除霜就 需要 比山西地区要频繁一点。专业 的空气源热泵厂家，一般是一个纬度一个控制逻辑，并且根据当 地的气候情况来调整。 大温差传热。空调侧重于制冷，夏季气 温最高约 45 摄氏度时，压缩机排气温度 达到 80-100 摄氏度，温差为四五十度。 除霜控制逻辑方面，空调的除霜时间一 般为 10 分钟。 同样情况下，空气源热泵的换热面积远大于空调的换热面积，这也是空气源热泵比空调体积大的原因。无论 从控制逻辑还是蒸发器面积上，还是从冷媒与室外温度的差异上，空气源热泵除霜性能是远远好于空调的， 且结霜的可能性更小，因此整体能提供的有效热能是大于空调的。 使用环境的差异 空气源热泵国标要求适用范围是 43 至 -20 摄氏度，因此空气源热 泵在温度和压力方面要求更高，例如空气源热泵加热水温度要求 60℃ 甚至 65℃ ，此时冷凝压力达到 2.5～ 2.8MPa，约比空调高出 30%-40%。此外，室外低温环境下，如 -20℃ 时，蒸发压力将降至 非常低，约 0.2～ 0.15MPa，而加热水温到 60℃ 甚至 65℃ 的冷凝 压力还是需要 2.7～ 2.8MPa， 压缩比将远超过 15，大幅高于空调 压缩机的压缩比使用范围。 空调在制热时，国标规定最佳使用环境 温度为 21 至 -7 摄氏度。空调在温度和 压力方面的要求相 对更低，最高出风 温 度约 50℃ ，这时的冷凝压力约 1.8～ 2MPa，压缩比相对较低。 零部件的差异 零部件 使用热泵专用压缩机、防冻高效罐式冷凝器、有系统高压 等保护控制。 空气源热泵必须采用热泵压缩机，同样以 R22为 例，最大运行压力达到 3MPa，压缩机比达到 12，甚至更高到 20，最高排气温度达到 110℃ 。 热泵压缩机的加工精度、轴承强 度、电机耐温性能等方面相比空调压缩机有数量级上的提升。 零部件 使用空调压缩机、翅片冷凝器或 板式冷凝器。空调选用空调压缩机，以 R22 为例，最大运行压力不超过 2MPa， 压缩机比小于 7，最高排气温度不超过 90℃ 运行方式的差异 1）空气源热泵虽然是全天通电，但是当制热完成后，机组就会停止工作自动保温。所以 空气源热泵要比空调 省电，且能更好地保护压缩机 ，延长其使用寿命。 2）空调在夏季的使用频率高，而空气源热泵集热水、供暖、制冷为一体，冬季运行时间较长。尤其是冬季对 于热水的需求量较大，因此压缩机 几乎长时间 运行在冷媒 温度 较高的区域。运行温度是影响压缩机寿命的主 要因素之一，在运行相同时间的条件下， 空气源热泵中压缩机所受的综合负荷要高于空调中的压缩机 。 资料来源： 芬尼克兹 ，信达证券研发中心 和空调对比， 空气源 热泵除了制冷供暖外，还可兼具热水和烘干等功能 ，在相同条件下，空 气源热泵在单位能耗、运行费用、环保等维度具有显著优势 。 我们将 分别 列举烘干、供暖两 个场景下，空气源热泵 相较于其他设备 的优势 ： 1） 空气源热泵 -烘干： 参考海信热泵烘干机产品所提供的参数，在环境温度为 20 摄氏度时， 1）热效率： 海信热泵 烘干机产品热效率为 300%，而电加热烘干机、燃油锅炉分别仅为 100%、 80%，燃煤锅炉仅为 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http://www.cindasc.com 13 30%，有效热值相较单位热值大幅降低。 2）运行费用： 每烘干 1kg水所需燃料费用，热泵烘 干机为 0.43元，而电加热烘干机、燃油锅炉均超过 1 元，接近热泵烘干成本的 3 倍，天然 气锅炉也需要 0.64元。 3）环保评价： 热泵烘干机对环境无污染，而燃煤、燃油、天然气锅 炉均有不同程度污染。 4）维护成本： 热泵烘干机为 5类设备中最低。 表 3：空气源热泵在烘干应用中相比其他设备更加节能环保 设备类型 燃煤锅炉 燃油锅炉 天然气锅炉 电加热烘干机 海信热泵烘干机 热泵形式 标准煤 柴油 天然气 电 电 热泵效率 30% 80% 80% 100% 300% 单位热值 5500kcal/kg 10200kcal/kg 8600kcal/kg 860kcal/kg 860kcal/kg 有效热值 1650kcal/kg 8160kcal/kg 6880kcal/kg 860kcal/kg 2580kcal/kg 消耗燃料 * 0.68kg 0.14kg 0.16 立方米 1.30kWh 0.43kWh 运行费用 ** 0.68 元 1.12 元 0.64 元 1.30 元 0.43 元 维护成本 较高 高 较高 高 低 环保评价 污染严重 有污染 有污染 无污染 无污染 *烘干 1kg 水平均消耗燃料的质量 **设备每烘干 1kg 水所消耗燃料的费用，其中标准煤按照 1 元 /kg，柴油按照 8 元 /kg，天然气按照 4元 /㎡，电能按照 1 元 /kWh 计算 资料来源：海信中央空调宣传手册，信达证券研发中心 2） 空气源热泵 -供暖： 参考四季沐歌空气能采暖机所提供的参数，在 100平米采暖面积、 120天采暖时间、每天 14 小时采暖时长、每天所需总热量为 98000kcal 的同样条件下， 1）热转换效率： 空气能采暖 及热效率约为 300%，而空调、燃气壁挂炉、电地暖热效率分别为 120%、 105%、 97%。 2）运 行费用： 由于所需能源用量（电量）约仅为 38度每天，大幅低于空调和电地暖的 95/117.5 度，因此每天费用仅为 19元，约仅为电地暖费用的 1/3。 3）环保评价： 燃煤、燃气能源供 暖方式对环境存在污染，部分空调制冷剂也一定程度上对臭氧层存在破坏。 表 4：空气源热泵在供暖应用中相比其他设备更加节能省钱 项目 空气能采暖机 燃煤锅炉采暖 燃气壁挂炉采暖 空调采暖 电地暖采暖 采暖面积（平方米） 100 采暖时间（天） 120 一天采暖（ h） 14 一天总热量（ kcal） 98000 热值 860kcal/度 7000kcal/度 8500kcal/度 860kcal/度 860kcal/度 热转换效率（ COP） 300% 70% 105% 120% 97% 所需能源用量 38 度 0.02 吨 11 立方米 95 度 117.5 度 能源单价 0.5 元 /度 1700 元 /吨 3.2 元 /立方米 0.5 元 /度 0.5 元 /度 一天费用（元） 19 34 35.2 47.5 58.75 1 个采暖季费用（元， 总 120 天） 2280 4080 4224 5700 7050 资料来源：四季沐歌产品手册，信达证券研发中心 空气能热泵制冷与空调类似，也是利用冷媒，但热泵机组在进行冷量交换时，不仅依靠冷媒， 还添加了水路管道，以水作为二次介质来运输冷气。 制冷模式下，热泵产生低温的冷却水， 冷却水沿着管道前进，送到建筑物中的各个末端。末端将冷水变成冷风，及时外排，实现室 内降温。同时，因为冷风完全是冷水变化而来，所以房间不会干燥，舒适度极佳。 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http://www.cindasc.com 14 图 8：传统空调制冷原理 图 9： 空气能热泵制冷原理 资料来源： 电工天下 ，信达证券研发中心 资料来源： 瑞星高科 官网 ，信达证券研发中心 综上所述，热泵产品和传统空调系统相比 的优势主要可以体现在： 1） 更高的采暖 /制冷效率； 2） 更舒适环保的用户体验。 因此，随着产品形态的不断完善和产品教育的推进，热泵开始更多走进消费者的日常生活之 中。 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http://www.cindasc.com 15 二、热泵欧洲市场率先爆发，渗透率提升具备持续性 2.1 复盘 2017 年煤改电推动 国内 热泵普及：补贴 带来的 经济性 根据我国不同地区的月度 PM2.5 和二氧化氮浓度来看，每年的 10 月至次年 3 月是空气中 PM2.5或二氧化氮浓度最高的时间，其主要原因就是冬季居民、工商业、工业大规模取暖带 来的环境污染。而 细分 地区来看，京津冀和汾渭平原相较长三角和珠三角地区冬季的空气污 染情况更为严重 。 造成该现象主要 是因为我国北方冬季天气更为寒冷， 以 秦岭淮河为界 ， 北 京、 河北 、黑龙江、吉林、辽宁、陕西、山东、内蒙古、甘肃、青海、宁夏、新疆等十多个 省份 会在冬天采取集中供暖 ，江苏、河南、贵州等地部分地区采取局部供暖。 北方大规模集 中供暖保障居民温暖过冬的同 时也带来了严重的环境污染问题， 化石燃料的燃烧不仅会产生 大量二氧化碳加重温室效应，产生众多可吸入颗粒物形成雾霾，还有可能带来大量氮氧化物 污染。 图 10：我国不同地区 PM2.5 月均浓度（微克 /立方米） 图 11：我国不同地区二氧化氮月均浓度（微克 /立方米） 资料来源： wind，信达证券研发中心 资料来源： wind，信达证券研发中心 从过去 8 年 PM2.5 和二氧化氮浓度变化情况来看， 我国不论是南方还是北方环境质量都 得 到 了明显改善。 2021 年京津冀全年平均 PM2.5 和二氧化氮浓度为 44.00/31.17 微克 /立方 米，较 2014年分别下降 52.41/34.49%； 2021 年长三角地区全年平均 PM2.5 和二氧化氮浓度 为 31.42/28.08%，较 2014年分别同比下降 47.32/26.45%。 我们认为环境的改善离不开过去 十年来 政府出台了众多关于节能减排、推动清洁能源应用的政策和规划。 进入“十三五”时期后，国务院颁布了“十三五”减排综合工作方案 。 指出到 2020 年，节 能环保、新能源装备等绿色低碳产业总产值将突破 10万亿元，成为支柱产业。推动制冷和 供热系统节能改造，因地制宜采用空气热能等解决农房采暖、炊事、生活热水等用能需求， 实现以电代煤，率先使用空气能等清洁能源提供供电、供热 /制冷服务。 0 50 100 150 200 2013-08 2014-08 2015-09 2016-09 2017-10 2018-10 2019-10 2020-10 2021-10 PM2.5月均浓度 :京津冀区域 长三角区域 汾渭平原 珠三角区域 0 10 20 30 40 50 60 70 80 2013-08 2014-08 2015-09 2016-09 2017-10 2018-10 2019-10 2020-10 2021-10 二氧化氮月均浓度 :京津冀区域 长三角区域 汾渭平原 珠三角区域 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http://www.cindasc.com 16 表 5：我国 关于推进清洁能源使用相关政策 文件名 发文单位 发文时间 主要内容 国务院关于加 快发展节能环 保产业的意见 国务院 2013.8 加快掌握重大关键核心技术，包括充分发挥国家科技重大专项、科技计划专项资金等的作用， 加大节能环保关键共性技术攻关力度，加快突破二氧化碳热泵、低品位余热利用等关键技术和 装备。 “十三五”节 能减排综合工 作方案 国务院 2016.12 指出到 2020年，节能环保、新能源装备等绿色低碳产业总产值将突破 10 万亿元，成为支柱产 业。推进煤改电，鼓励利用可再生能源、电力等优质能源替代燃煤使用。在居民采暖、工业与 农业生产、港口码头等领域推进热泵等电能替代；推动制冷和供热系统节能改造，因地制宜采 用空气热能等解决农房采暖、炊事、生活热水等用能需求，实施以电代煤，率先使用空气能等 清洁能源提供供电、供热 /制冷服务。 全国城市市政 基础设施建设 “十三五”规 划 住房和城乡 建设部、国 家发改委 2017.5 指出稳步推进电能替代，推广热泵、电采暖等新型用能方式，大力发展热电联产集中供热和电 能、可再生能源等清洁能源供热。对集中供热管网暂未覆盖的分散采暖燃煤小锅炉，实施因地 制宜采用电能、热泵及其他清洁能源供热方式进行热源替代。 北方地区冬季 清洁取暖规划 （ 2017-2021 年） 发改委、能 源局等 10 部 委 2017.12 到 2021 年，北方地区清洁取暖率将达到 70%，替代散烧煤 1.5 亿吨。供热系统平均综合能耗 降低至 15 千克标煤 /平方米以下。北方城镇地区既有节能居住建筑占比达到 80%。力争用 5 年 左右时间，基本实现雾霾严重城市化地区的散煤供暖清洁化；多种渠道提供资金支持。精准高 效使用中央财政资金，以“ 2+26”城市为重点开展清洁取暖城市示范，中央财政通过调整现有 专项支出结构给予奖补激励。 绿色产业指导 目录（ 2019 年 版） 国家发改 委、工业和 信息化部等 7 部委 2019.2 在清洁能源设施的建设和运营一项，空气源热泵设施的建设和运营被纳入其中。在发改委关于 《目录》的解读中，明确表示：热泵设施的建设和运营，包括空气源热泵、高温空气能热泵等 系统的建设和运营。 新时代的中国 能源发展 国务院新闻 办公室 2020.12 提出“推进终端用能领域以电代煤、以电代油，推广新能源汽车、热泵、电窑炉等新型用能方 式”。 2030 年前碳达 峰行动方案 国务院 2021.10 提出“加快优化建筑用能结构。深化可再生能源建筑应用，推广光伏发电与建筑一体化应用。 积极推动严寒、寒冷地区清洁取暖，推进热电联产集中供暖，加快工业余热供暖规模化应用， 积极稳妥开展核能供热示范，因地制宜推行热泵、生物质能、地热