研究发现，在家庭和商业建筑中加热水以及在多户家庭和工业设施中产生低温蒸汽是减少碳排放、同时削减能源费用并促进可再生能源扩张的最大的未开发机会。 一项新的研究 由 Schatz 能源研究中心与 NRDC 和其他合作伙伴合作。
在美国的家庭、商业建筑和低温（低于 300 度）工业应用中生产热水和蒸汽，负责 520亿吨碳排放 每年，相当于每年 113 亿辆汽车，比建筑物供暖相关的 27 亿吨多出 410%。美国能源使用产生的排放量中有四分之一是由热能造成的，本报告讨论了美国能源使用产生的大约 10% 的排放量。该研究还发现，大规模部署每年可节省 30 亿美元的账单。
传统上，对热水和蒸汽的需求是通过在热水器和锅炉中燃烧化石燃料来满足的，从而释放了气候和空气污染。好消息是，现有技术已经存在，并且已经在许多国家得到广泛应用，通过当今的电网，可以将这些排放量减少一半或更多，从而在由可再生能源供电时提供一条获得无碳、无污染的热水和蒸汽的途径与传统燃气锅炉相比，同时降低能源成本。
什么是热泵热水器？
热泵热水器 LED（发光二极管）灯泡之于照明和电动汽车之于交通运输：21 世纪的技术解决方案已准备好迎接黄金时期。它只需要政策制定者的认真关注和支持，以淘汰过时和污染性的现有技术。
热泵热水器利用热力学定律，通过有效地吸收空气、水或地面的热量并将其集中，产生的能量是其消耗的四到五倍，在工业应用中高达七到八倍放入热水箱中。这个过程，就像空调和冰箱中使用的过程一样，比最高效的燃气热水器和锅炉要高效得多。因此，尽管每单位能源的天然气比电力便宜，但现代热泵节省的能源足以抵消价格差异，从而降低能源成本。当热泵热水器取代电阻、燃油或丙烷时，能源成本可以降低一半或更多，节省的费用甚至更加引人注目。
热泵可以满足许多应用中的热水和低温蒸汽需求，从单户住宅和多户住宅到校园和城市的区域供暖，到酒店、医疗保健、教育、食品服务等商业部门，再到工业需求，例如食品加工、砖块干燥、塑料/化学、喷漆房、木制品等。
三大理念：高效、气候友好、电网灵活
是什么让热泵热水如此有吸引力？它们是清洁能源转型的完美工具，因为它们高效、气候友好且电网灵活。
1.高效： 热泵技术已经取得了长足的进步。研究表明，它们现在在住宅应用中的效率为“300%”或更高，超过了传统化石燃料燃烧（60-97%）或电阻（90-95%）的效率，在许多工业领域甚至更高。应用程序。高性能热泵可以使用更少的能源加热水，从而减少能源用户的能源费用。研究发现，按照当今的能源价格，80% 的住宅客户、70% 的工业客户和 60% 的商业客户为热泵热水器提供电力所支付的费用低于燃气热水器所支付的费用。随着热泵性能的持续快速提高，这些激励措施只会增加。
2. 气候友好： 使用由日益清洁的电力驱动的高效热泵热水器将减少水加热和蒸汽的碳排放。根据该研究，在住宅、商业和工业领域评估的潜在地点中，近 100% 在使用电热泵热水器时可以减少温室气体排放。随着电网脱碳，这些排放量将趋于零。
未来几年对于确保热泵热水器在 2035 年实现无碳电网方面发挥重要作用至关重要。
3.网格灵活： 热泵能够在可再生能源充足时加热和储存水以供以后使用。简单来说，热泵可以充当热电池来存储多余的可再生能源并缓冲电网。这有助于以更低的成本更快地实现电网脱碳。该研究确定，通过灵活的运营和适当的定价或激励措施，所有行业中通过改用热泵提供热水而节省成本的客户总体比例从 60-80% 上升到 95%。在很多情况下，这种策略是远远不够的。 更具成本效益且更环保 比其他形式的存储，例如建造新的水力设施进行短期存储。
减少低收入家庭能源负担的潜在解决方案
研究发现，与其他家庭相比，更多的低收入家庭通过热泵热水可以节省水电费，这一点尤为重要，因为他们在热水上的支出占收入的比例最高，最低收入家庭的这一比例高达 2%收入家庭。
然而，为了让低收入家庭从这些解决方案中受益，需要有针对性的部署政策，使这些解决方案易于使用且负担得起，并确保它们不会导致意想不到的后果，例如由于建筑改造后租金增加而导致流离失所。必须通过联邦政策，在清洁水供暖解决方案部署政策中优先考虑服务不足的社区 零排放住宅 法案 (ZEH) 和 为租户提供绿色、弹性、高效、经济实惠的住宅 法案（GREAHT）正在被视为拜登政府和美国国会基础设施投资优先事项的一部分。
实现它
该报告详细介绍了抓住这一机遇所需的许多政策，以更清洁、更实惠的方式满足美国家庭、企业和工业的热水需求。简而言之，这些政策分为三类：消除监管和市场壁垒；加速部署的投资；以及扩大采用范围和确保公平获取的标准。
现在是采取行动的时候了：化石燃料热水器和工业锅炉的使用寿命至少十年，有时甚至两年，会持续产生不必要的排放，并为客户带来更高的成本。未来几年对于确保热泵热水器在 2035 年实现无碳电网方面发挥重要作用至关重要。正如研究总结的那样，“高效灵活的热泵通过在 21 世纪的重要时期创造就业机会来满足这一时刻行业，降低客户的能源费用，减少碳排放，并简化可再生能源的整合。”
这个帖子最初出现在 NRDC 的专家博客。
资料来源：https://www.greenbiz.com/article/getting-zero-carbon-hot-water-homes-and-industry
