1热泵:高效节能的低碳供热终端 1。1热泵可看做更擅长制热的“空调” 热泵的本质:更擅长制热的“空调”。热泵从供应链、技术原理及主机形态来看均与家空、央空类似,其本质是HVACR产业技术的分支应用。在国内家用热泵通常被冠以“中央空调两三联供”、“空气能热水器”等名称,而其原名“热泵”确并不常见。从工作性能方面看,热泵和我国常见的家空比更偏向于供热、采暖功能,末端形态更为丰富,除常见的风机盘管外,还包括地暖盘管、散热器、水箱等。 热泵的热量可来自空气、水、地表,热量的输出载体多为空气和液体。与空调一致,热泵是一种利用逆卡诺循环原理,用少量电能驱动把空气中的低品位热能吸收压缩升温后加以利用的一种高效集热并转移热量的节能技术产品。按热量的来源,可以分为空气源、水源和地源热泵;按热量的用途,可以分为制冷、采暖及生活热水热泵,这三种用途结合应用则为“两联供”、“三联供”中央空调。 1。2经济环保是热泵两大核心优势 热泵作为未来供暖替代方案的核心原因是经济环保两大优势。随着全球能源转型进程的推进,煤炭、天然气等高品位能源通过燃烧等方式采暖方式的弊端显现(低能量转换效率、高碳排放等),热泵供冷暖的高能效比带来的经济环保优势逐渐被重视,而地缘冲突导致的能源价格波动则加速了热泵在全球的部署进程。经济优势来自于其超高的能量转化效率,化石燃料、电能直接加热的转换效率的理论最高值为100,而根据现行国标,热泵的能量转换效率均在300以上,一级能效要求基本在400600。同等热量需求下,热泵的电能消耗仅为传统制热方式的14不到,能源价格越高,则热泵的经济效益越明显。环保效益受益于其使用的电能为二次能源,在较高能量转换效率基础上,热泵使用的电能可通过太阳能、水能、风能等清洁能源转化而来,较天然气、煤炭等化石燃料具备显著的环保优势,且符合目前可再生能源发电占比不断提升的能源结构转型大趋势。 热泵的初始安装费用较高,但全生命周期运行费用更低。相较于传统设备,热泵热水器的全生命周期成本明显低于电热水器、燃气热水器,热泵供暖成本明显低于煤炭采暖、燃气壁挂炉。在高能效比的支撑下,同等热量需求下,热泵的耗电量更低,对应的电费价格也更低。但由于热泵系统相对更复杂,空气源热泵热水器均价基本在5000元8000元,是电热水器价格的4倍左右,初始投资价格较高是制约其发展的重要因素。但从全生命周期角度来看,以10年设备周期及当前电价天然气价格水平测算,空气能热水器的使用价格优势依旧明显。随着双碳目标的推进,节能减排目标越严格,热泵的安装价值就越高。 1。3热泵产业链与家空基本一致,控制器与换热器成本占比更高 热泵零部件与家空基本一致,产业链可以分为上游零部件供应商和下游整机及品牌商。热泵上游核心零部件与家用空调基本一致,包括压缩机、阀件、换热器、控制器和水泵及水箱等。由于技术共通性,下游为品牌商来自暖通行业中如制冷空调、燃气电力太阳能热水器、专营热泵等细分领域的“玩家”,空气源热泵目前已有不少国内整机品牌参与,如格力、美的、海尔、海信日立、日出东方、万和电气等,水源和地源热泵主要“玩家”依然以外资为主,终端应用场景主要为1)热水:家用热泵热水器、商用热泵热水器;2)采暖:户式供暖、商用供暖;3)烘干及特种应用。 换热器、压缩机、变频控制器、阀件及水泵构成了热泵的主要价值。我们参考芬尼科技的采暖热泵出货价格20000元作为我国采暖热泵行业出口均价,参考国际可再生能源署的报告拆分热泵主要零部件的价值占比,其中,变频控制器价值量占比约为21。5,约4300元;换热器价值占比约为19,约3800元;热泵中应用的压缩机主要为转子式(65)、涡旋式(35),平均价值占比约为13。5,约2700元;热泵使用的阀件类型与家空基本一致,合计价值量占比约为13。5,约2700元;热泵系统中水泵类型主要为循环泵、屏蔽泵、离心泵等,平均价值量占比约为12。5,约2500元。 2碳减排能源危机催化,热泵渗透率加速提升趋势确定 热泵产业基本面:美国需求总量最大,欧洲增速最快,我国出口最多。从销量来看,欧洲为增速最快的地区。碳减排政策及能源危机双重催化下,欧洲热泵需求旺盛,在全球主要地区中增速遥遥领先。2021年销量218万台,同比34。6。据EHPA,2022年欧洲销量300万台,同比38,超出全球市场增速27pct。从产量来看,中国拥有全世界最大的热泵产能。2020年我国热泵产量约占世界的60,主要产能集中于华东、华南地区。 长逻辑:碳中和趋势下,热泵市场持续扩容 热泵是助力供热领域脱碳的重要技术手段,完美契合能源转型。减少温室气体排放的目标是热泵销售长期增长的核心驱动力,据IEA,至2030年,热泵至少能减少5亿吨二氧化碳的排放量,约为建筑供暖减排目标的50。若按碳中和目标,2030年全球碳排放量降至2010年的55测算,则热泵可贡献全球计划减少的二氧化碳排放量的3。6。部分国家已经限制石化供暖,热泵是全球供暖电气化转型的关键技术。据IEA测算口径,当前全球建筑电力供暖比例为20,IEA预计20302050年提升至3050,其中向高能效热泵转型是供暖能源转型的首要选择,对应全球热泵每月安装量将从2022年的100万台提升至2030年的800万台(CAGR29。7)、2050年的1400万台(CAGR9。9)。 欧盟加速能源转型,进一步提升碳减排目标。2019年12月,欧盟委员会发布了《欧洲绿色协议》,将温室气体减排目标由降低40提升到至少降低50。以《欧洲绿色协议》为蓝本,欧洲议会和欧盟理事会在2020年9月提出《欧洲气候法》立法提案,并于2021年6月通过批准程序,以法律形式确立了2030年减排目标和2050年碳中和目标。 安装补贴政策规划托底长期渗透率水平的下限,欧洲热泵增长确定性强。由于热泵初始安装成本较高,需求释放对政策补贴存在一定依赖性。欧盟中英法德意等多国已出台政策,通过直接补贴、税收减免、提供低息零息贷款等形式补贴热泵,并明确规划未来热泵部署数量目标,欧洲热泵渗透率的快速提升确定性强。 3海外:欧洲供暖热泵需求快速增长,Airwater类型需求最旺 3。1短期催化下,欧洲热泵需求结构迎来改变 欧洲能源对外高度依赖,能源危机加速欧洲能源结构转型进程。根据欧盟统计局,欧洲天然气中80以上依赖进口,其中41以上来自俄罗斯(2020年)。自俄乌冲突以来,受北溪管道、极端高温天气影响,占据欧洲能源消耗近14的天然气价格大幅上涨,加速了欧洲能源转型进程。 热泵需求快速增长,22年欧洲销量同比38至约300万台。使用热泵替代锅炉是欧洲建筑能源转型的关键,随着各国补贴政策的陆续出台,欧洲热泵市场自2015年起提速,2021年、2022年受能源价格大幅上涨及新一轮补贴政策的刺激,销量分别同比34、38,22年增速创历史新高。分产品结构来看,空气源热泵是需求主力,且占比有持续提升趋势,其中以水为室内热交换媒介的Airwater型热泵需求最旺,2021、2022年同比分别增加约51。6、55。8,显著高于热泵整体增速。 欧洲市场集中度较高,法、意、德占据欧洲50的市场份额。分国别来看,法国、意大利为欧洲前两大市场,2022年意大利销量50。2万台,同比32,首次超过法国成为欧洲热泵销量最高的国家;法国销量46。3万台,同比14;德国销量23。6万台,同比33。此外,北欧及中欧部分国家增速亮眼,瑞典销量21。5万台,同比62;芬兰销量19。6万台,同比52;波兰销量19。5万台,同比99;捷克销量6万台,同比100。 3。2空间测算:欧洲热泵每年平均市场规模有望达4216亿元 欧洲热泵的品牌供应商较多,龙头占有率有限。热泵安装难度大、初始投资高、更换周期长,消费者倾向于选择产品、渠道、售后完善的国际性品牌。相较于供暖锅炉市场,欧洲热泵的行业格局更加动态,供应商更加分散,除法国外主要热泵需求国家的龙头品牌占有率均未超过20,CR5基本在60左右。 欧洲各国热泵价格差别较大,以英国为例热泵设备、安装、运输包装等费用分别占总成本35、25、25。欧洲热泵价格较高,空气源热泵初始投资相对较小,室外机安装相对便捷;水源地源热泵以浅层水源大地(土壤地下水),工程更复杂,初始成本更高。据IEA及Checkatrade,以英国为例,2022年空气源供暖热泵初始安装价格总额约在6。310。5万元,地源热泵则约为10。521万元,其中空气水型热泵产品均价合人民币约为4。8万元,安装费用均价约为5。6万元。由于欧洲各国人力成本差别较大,我们以英国热泵市场为例拆解热泵总成本,热泵设备费用及在家庭中的直接安装费用约占总成本的60,其中设备价格约占35;运输、佣金、包装等费用约占总成本的40,其中与热泵设备直接相关的包装运输及佣金等费用占比约25。 欧洲锅炉年销量目前仍在600万台左右,存在较大替代空间,预计2030年欧洲热泵年销量1200万台以上。根据EHPA,欧洲区域20102020年间采用化石燃料为主的锅炉销量平均在600万台左右,当前除北欧外绝大部分欧洲大陆区域的供暖结构非清洁能源仍占据主力,热泵作为锅炉供暖的替代产品,其渗透率提升空间及确定性很强,2020年热泵在供暖设备中的渗透率约为20,较2015年提升约9pct。基于“REPowerEU”,EHPA预测到20262030年时,欧盟热泵累计新增安装量将增加20006000万台,2030年销量有望达到1200万台以上,2230年对应CAGR为18。9。 据EHPA及我们的测算,预计欧盟区域20222030年将新增部署约5961万台热泵。以当前欧洲各国的政策目标为基准,其中德国、波兰、西班牙、英国、荷兰等主要国家预计至少贡献约2000万台新增需求,以法、意当前的销量占比推算,预计法意两国至少可贡献1500万台以上。 预计20232030年欧洲新增热泵市场的年均规模约4216亿元。经我们测算,20102022年欧洲累计销售的热泵中地源、空气水、空气空气、生活热水类型占比分别约为9、36、45、11,综合参考IEA的数据,我们估计各类型均价分别为13。0、6。7、3。9、1。6万元左右。参考欧洲热泵协会分析,我们的测算,20232030年欧洲新增热泵部署有望达5961万台,对应年均销售745万台,其中空气水型热泵占比有望提升至51,对应销售约3000万台,空气空气型热泵预计占比降至26。整体来看,欧洲每年新增市场的整体规模约为4216亿元。 3。3美国市场:规模大于欧洲渗透率提升缓慢,通胀法案有望加速热泵部署 美国市场规模大于欧洲,但增速较慢。2021年美国空气源热泵销量为392万台,约为欧洲热泵销量的1。5倍,同比增速为15,低于欧洲(34)。热泵渗透率缓慢提升。在供暖领域,2020年约有14的家庭使用热泵供暖,较2015年仅提升4pct。在热水领域,据ENERGYSTAR估计,2020年热泵热水器的市占率仅为2(销量为10。4万台)。 在政府补贴力度加大的背景下,美国热泵需求有望加速提升。北京时间2022年8月17日,美国总统拜登签署了《2022年通胀削减法案》。该法案计划在能源安全和气候变化领域投资3690亿美元,其中涉及购买热泵返现的项目补贴金额为45亿美元。