什麼是熱泵？為什麼埃隆·馬斯克希望特斯拉在你家安裝一個？- 彭博社

特斯拉首席執行官埃隆·馬斯克在2021年的特拉華州。

攝影師：Al Drago/Bloomberg特斯拉週三的投資者日沒有為粉絲們提供任何新車。相反，埃隆·馬斯克和他的高管們暗示特斯拉可能會涉足一個新領域 — 家庭供暖。

熱泵比傳統加熱器更高效，可以幫助減少造成全球變暖的排放，自俄羅斯在烏克蘭發動戰爭後引發全球能源危機以來，熱泵引起了越來越多的關注。它們也成為各國政府尋找減緩全球變暖途徑的新補貼對象。

在很多方面，家用熱泵是特斯拉的一個明顯的下一個舉措，因為特斯拉已經生產使用熱泵技術的電動汽車，以及太陽能電池板和家庭電池。但是，熱泵到底是什麼，它是如何工作的，為什麼馬斯克現在談論它呢？

什麼是熱泵？

熱泵是一種電加熱家庭或其他空間（如汽車）的方式，但它不像傳統的汽車或家用電加熱器那樣工作。熱泵通過移動熱量而不是產生熱量，這樣更高效，能耗更低。這使得熱泵成為在努力在不燃燒化石燃料的情況下加熱世界建築的一個重要解決方案。

熱泵是如何工作的？

熱泵不是通過將電力通過導線強制加熱來產生熱量，而是提取已經存在於室外空氣、地面或水中的熱量，將其傳遞給製冷劑。然後將其壓縮釋放以加熱室內空間。

一些熱泵通過加熱水來工作，然後將水泵入散熱器或地暖系統，而另一些則直接將熱空氣吹入空間。即使在低温下也可以實現這一點；例如，在瑞典，熱泵用於近三分之一的空間供暖，在那裏冬季氣温很低。

熱泵被認為比傳統電暖器更好，因為它們更高效。典型的電暖器效率為100% — 每消耗一單位電能產生一單位熱量，而熱泵的效率是電暖器的兩到三倍。在完美條件下，最好的熱泵效率是五倍。

一位培訓師在2021年英國斯勞的章魚能源培訓和研發中心向學員展示新安裝的熱泵系統。攝影師：Chris Ratcliffe/Bloomberg### 熱泵的成本是多少？

這取決於您所在的地區以及是否有資格獲得任何政府折扣。不同國家現在都有激勵計劃來鼓勵採用熱泵。

在美國，成本可能從3500美元到20000美元不等。根據Carbon Switch進行的調查，平均安裝成本為14000美元。政府還提供根據收入而定的安裝激勵措施。

在瑞典，平均成本約為9,000至14,000美元，取決於泵的類型。在英國，空氣源熱泵的成本可能在7,000英鎊（8,400美元）至12,000英鎊之間，儘管在某些情況下，公用事業公司表示他們可以通過政府補助來匹配燃氣鍋爐的成本。

現在哪裏可以找到熱泵？

熱泵已經在特斯拉汽車中使用。該公司用它們來加熱其四款當前車型，並表示它們可以提高續航里程 — 儘管存在一些問題。

熱泵也已經廣泛應用於許多建築物；2021年全球約有10%的空間供暖是由熱泵提供的。增長最快的市場是中國，但在北歐已經有特別高的使用率，東歐也在增長，那裏的接受程度受到對俄羅斯化石燃料依賴的擔憂的鼓勵。

空調是一種熱泵的類型 — 它只是反向工作，從建築物內部提取熱量並將其排放到室外。而一些熱泵可以雙向工作，根據天氣和建築物居民的需求進行供暖或製冷。

安裝熱泵有多容易？

將熱泵改裝到之前通過其他方式加熱的房屋上確實需要一些考慮，具體取決於熱泵的類型。空氣源熱泵在室外需要大約一個自行車大小的空間。安裝地源熱泵需要更多的工作量，需要挖掘鑽孔或溝渠。不過，它的運行成本更低。

熱泵的工作温度比燃氣或燃油鍋爐低。它們的設計是長時間保持環境温度，而不是像鍋爐那樣提供短暫的熱量爆發。如果熱泵能以較低的温度運行並從更大的表面向房間散熱，它們的效率會更高。如果建築物的熱量損失較少，那麼更大的散熱器、地暖和隔熱材料都是有幫助的。

面臨的挑戰是什麼？

與任何新技術一樣，存在一些問題，包括專家工程師和零部件的短缺。像燃氣網絡和安裝人員更容易獲得這樣的傳統系統使房主更容易更換同類產品如果他們的鍋爐出現故障。質量低劣、隔熱效果不佳的住房也不太適合熱泵，因此有時改裝可能會很困難。

熱泵的採用也需要房主做一些行為調整。習慣於使用化石燃料鍋爐的人可能習慣於將恆温器調高，提供幾個小時的熱量爆發，但熱泵設計為幾乎一直以較低水平運行。

熱泵能為我省錢嗎？

可能會，只要它運行效率高而且電費不是過高。儘管安裝可能會更昂貴，但隨着化石燃料的價格上漲，長期來看運行熱泵很可能會更便宜。它們的使用壽命也更長：20年，而燃氣鍋爐的平均壽命為10至15年。

安裝熱泵有助於拯救地球嗎？

是的 — 電力網越來越多地基於可再生能源，因此比在家中燃燒化石燃料更少碳密集。事實上，電熱泵有潛力在2030年至少減少全球5億噸二氧化碳排放量，根據國際能源署。